¿Por Qué Los Cordones Se Desatan? La Ciencia Explica

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Los científicos han desentrañado un problema de nudos: las fuerzas detrás del desatado accidental de sus cordones.

Los científicos han desentrañado un problema de nudos: las fuerzas detrás del desatado accidental de los cordones.

Por primera vez, los investigadores documentaron la mecánica de los nudos de los cordones de los zapatos en movimiento, para comprender qué los hace aflojarse y finalmente deshacerse. Descubrieron que caminar y correr producen fuerzas inesperadamente poderosas, más fuertes que la montaña rusa más poderosa, que actúan sobre el nudo de los cordones de los zapatos y los arcos y cabos sueltos.

Primero, el nudo comienza a aflojarse. Una vez que esto sucede, la acción de los extremos de aleteo aumenta el desenredo hasta que el nudo se desenreda, lo que sucede muy repentinamente, escribieron los científicos en un nuevo estudio. [Desenredado! Resolviendo el problema nudoso de los cordones sin atar | Vídeo]

Los descubrimientos científicos a menudo surgen de la curiosidad acerca de las preguntas cotidianas. El coautor del estudio, Oliver O'Reilly, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de California en Berkeley, dijo a WordsSideKick.com que se había preguntado durante años por qué sus cordones se desataban sin importar cuán cuidadosamente los anudara.

Y luego, recientemente, cuando le estaba enseñando a su hija pequeña cómo atarse los zapatos, notó que había muchos videos instructivos en línea que demostraban el proceso, pero nada que explicara por qué se desataron.

Nudos en movimiento

O'Reilly y sus colegas tomaron prestada una cámara de alta velocidad y filmaron los pies cubiertos de zapatos de la coautora y ávida corredora Christine Gregg, investigadora y candidata a doctorado en la Universidad de California en Berkeley, mientras corría en una cinta de correr.

"No pasó nada durante mucho tiempo", dijo O'Reilly a WordsSideKick.com. "Y luego, de repente, todo sucedió: el cordón del zapato se desenredó muy rápido. Este desenredado y la rapidez con la que sucedió realmente nos sorprendió, y nos pusimos a tratar de descubrir cómo sucedió", explicó. [La misteriosa física de 7 cosas cotidianas]

Para ver cómo corría el nudo deformado, utilizaron un acelerómetro, un dispositivo que mide el movimiento, y descubrieron que la fuerza gravitacional, o fuerza g, que actúa sobre el nudo del cordón del zapato era sorprendentemente alta: hasta 7 G, dijo O'Reilly. Para poner eso en perspectiva, la montaña rusa más poderosa del mundo, la Torre del Terror en Johannesburgo, Sudáfrica, produce una fuerza g de 6.3 G, dijo O'Reilly.

"Y tus cordones están sujetos a esta fuerza con cada paso de carrera", dijo.

A medida que se repite la acción de correr, el nudo comienza a deformarse y aflojarse. Al mismo tiempo, los arcos y los extremos del cordón se agitan de un lado a otro, y comienzan a deslizarse a través del nudo, como lo hacen cuando se desata un arco deliberadamente.

"Los movimientos de batir de un lado a otro en realidad aumentan las fuerzas de inercia en los extremos libres", dijo O'Reilly. "Eso exacerba el desequilibrio. Luego lo atraviesan, y luego el cordón ha fallado".

Fuerte contra débil

A continuación, los científicos probaron repetidamente dos de los nudos de cordones de los zapatos más utilizados, ambos son variaciones del doble nudo de deslizamiento, pero uno ha demostrado ser más robusto que el otro: el uso de cordones de vestir y un péndulo que imitaba la acción de un paso humano. Durante 15 minutos seguidos, el péndulo mecía los cordones pesados ​​de un lado a otro, con el movimiento de balanceo simulando el swing de una pierna y los pesos simulando el impacto de un pie golpeando el suelo.

Encontraron que dentro de los períodos de 15 minutos, todos los nudos débiles fallaron. Algunos de los nudos fuertes también fallaron, y más de ellos se deshicieron cuando se agregó más peso a los cordones. Entonces, mientras que algunos tipos de nudos pueden durar más que otros, las fuerzas que están trabajando eventualmente causan un "efecto de avalancha" que probablemente desechará incluso el nudo más tenaz, dijo Gregg en un comunicado.

En el estudio, los investigadores rastrearon la deformación de los nudos a lo largo del tiempo y cómo fueron aflojados por la dinámica de caminar o correr.

En el estudio, los investigadores rastrearon la deformación de los nudos a lo largo del tiempo y cómo fueron aflojados por la dinámica de caminar o correr.

Crédito: Oliver M. O'Reilly

Estos hallazgos resuelven un misterio que puede remontarse a cuando se ató el primer zapato primitivo, hace miles de años. Aunque no se sabe exactamente cuándo las personas descubrieron por primera vez que podían asegurar los zapatos con tiras de cuero o con cuerdas hechas a partir de material vegetal u otras fibras, uno de los primeros ejemplos conocidos de un tipo de cordón tiene aproximadamente 5,300 años, y formó parte de los zapatos encontrados con los restos del hombre momificado conocido como Ötzi.

Sigue habiendo dudas sobre por qué algunos nudos de cordones de los zapatos son más seguros que otros, y estudios futuros podrían explorar la mecánica de nudos débiles contra fuertes para desentrañar lo que hace que algunos fallen más rápido que otros, dijo O'Reilly a WordsSideKick.com.

Pero hasta que la ciencia lo descubra, todo el mundo tendrá que seguir atándose los cordones cuando los nudos se desmoronen, excepto, por supuesto, 89 personas afortunadas que, en octubre de 2016, lograron enganchar un par de zapatos con cordones de Nike. que se basaron en las zapatillas deportivas usadas por el actor Michael J. Fox en 1989, como Marty McFly en "Back to the Future Part II".

Los hallazgos fueron publicados en línea hoy (11 de abril) en la revista Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences.

Artículo original sobre Ciencia viva.


Suplemento De Vídeo: La ciencia explica por qué se nos desatan los cordones de las zapatillas..




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