Самым постоянным звуком в баскетболе является не шлепок мяча о кольцо и не рев толпы, а высокий пронзительный скрип кроссовок о паркет. Десятилетиями этот шум считался простой трением, но новое исследование, опубликованное в журнале Nature, раскрывает гораздо более сложную физику. Это не просто «прилипание-скольжение», а точно спроектированное акустическое явление.
Тайна Разгадана: Всё в Гребнях Подошвы
Ученые ранее предполагали, что скрип — это прямое следствие явления «прилипания-скольжения», когда тяжёлую книгу сдвигаешь по столу рывками. Однако, благодаря высокоскоростным камерам и акустическому анализу, выяснилось, что подошвы баскетбольных кроссовок создают скрип. Гребни на подошве нужны не только для сцепления, они работают как крошечные волноводы, генерируя ритмичные колебания, которые и создают этот звук.
Гребни не поднимаются и не прилипают сразу целиком. Вместо этого небольшая часть отрывается по очереди, скользит вниз по гребню, прежде чем выпустить крошечный толчок воздуха. Эти волны разделения пробегают по подошве тысячи раз в секунду, и частота этих толчков и есть скрип. Чем быстрее толчки, тем выше тон. Форма гребней определяет скорость распространения этих волн, контролируя звук.
От Баскетбольных Площадок до Лабораторий по Изучению Землетрясений
Команда даже продемонстрировала это, воссоздав синтетические подошвы с заданными тонами, и, в шутливой отсылке к сложности своих выводов, им удалось сыграть главную тему из Звёздных Войн только с помощью трения. Это относится не только к баскетболу. Исследование входит в более широкую область «двухматериального трения», применимую к другим сферам, таким как физика землетрясений. То, как волны расходятся по гребням кроссовок, похоже на то, как сдвигаются тектонические плиты во время землетрясения, что позволяет использовать эту систему для изучения сейсмических явлений в контролируемой лабораторной среде.
«Это более продвинутый и технически сложный анализ проблемы, в которую я окунулся 20 лет назад», — говорит эксперт по явлению «прилипания-скольжения» Мартын Шортен. «Мне это очень нравится!»
Скрип баскетбольных кроссовок — это не просто звук, это демонстрация того, как кажущиеся простыми явления могут скрывать удивительную физику. В следующий раз, когда вы услышите этот пронзительный скрип, помните, что это результат точной инженерии и глубокого понимания трения.
