Mitől kötődik ki állandóan a cipőfűző?

Látszólag szükségtelen kutatás, de az eredmény alapvető fizikai törvényszerűségekre világít rá.

Molnár Csaba
2017. 04. 18. 18:29
VéleményhírlevélJobban mondva - heti véleményhírlevél - ahol a hét kiemelt témáihoz fűzött személyes gondolatok összeérnek, részletek itt.

A csomók évezredek óta fontos szerepet játszanak az emberiség történetében. A hajósok számára életbevágó, hogy a kötelek végeit az aktuális feladatnak megfelelő módon kössék össze vagy képezzenek hurkot a végükön. E tengerészeti csomók olyan híressé váltak, hogy némelyikük még a popkultúrában is helyet talált magának, és egyesületek működnek a világban a csomókötés művészetének életben tartására.

Íme a talán leghíresebb (de mindenképpen a négy legfontosabb tengerészeti alapcsomó egyike), a bowline csomó megkötésének közismert, és a megjegyzést segítendő, meseszerű lépései: van egy nyúlüreg (hurkot képzünk a kötélen); a nyúl kijön az üregből (a kötél végét átdugjuk a hurkon); a nyuszi körbefutja a fát (a hurkon átdugott véget körbevezetjük a másik vég körül); és visszaszalad az üregbe (a körbevezetett véget újra átdugjuk a hurkon). Így egy olyan hurkot képeztünk, amellyel a kisebb hajók vitorláitól kezdve a bajba jutott emberek derekáig bármit stabilan rögzíthetünk a kötélhez, majd használat után a kötélre ható nagy erők ellenére is könnyen kiköthetjük a csomót.

Amikor a távolsági közlekedés fő módja a hajózás volt, e tengerészeti csomók tökéletességétől függött az egyszerű utasok élete is. Manapság azonban legtöbbünk egyetlen helyen, a cipőfűzőn találkozik nap mint nap csomókkal (kivéve persze a fülhallgató drótján a zsebünkben spontán keletkező, és minden más, szándékos csomónál kibogozhatatlanabb gubancokat). A berkeley-i Kaliforniai Egyetem kutatói ezért éppen a cipőfűzőcsomók viselkedését vizsgálták, konkrétan azt, hogy a laza és a szoros csomók hogyan képesek (vagy éppen nem képesek) ellenállni a hosszú időn keresztül rájuk ható erőhatásoknak. Magyarul, hogy miért kötődnek ki maguktól. A tanulmány az angol tudományos akadémiának megfelelő Királyi Társaság igen tekintélyes Proceedings of the Royal Society A című folyóiratában jelent meg.

A kutatás vezetője, Christopher Daily-Diamond azt azért sietve hozzátette az őt idéző Christian Science Monitornak, hogy itt persze nem elsősorban a cipőfűzők évezredek óta ismert, de meg nem értett (ámbár különösebben talán nem életbe vágó) titkainak feltárása volt a cél. A természetben ugyanis van sok olyan alapvető struktúra, amelyek maguktól csomózódnak, miközben dinamikus erők hatnak rájuk, például a DNS-láncok, amikor kromoszómákká tömörülnek össze. Ezek működésének megértéséhez szükséges maguknak a csomóknak a jobb megértése is. Ezt – meglepő módon – korábban még senki sem kutatta objektív tudományos módszerekkel.

A csomók kikötődésének vizsgálatához az egyetem egyik doktoranduszát (és a tanulmány egyik társszerzőjét) futtatták futópadon – így vélhetően megspórolták azt a néhány dollárt is, amennyit a kísérletekben alanyként részt vevő egyetemistáknak a nyugati országokban szokás fizetni. A futócipőit olyan kamerával rögzítették, amely rengeteg képkockát rögzít másodpercenként, így rendkívüli módon le lehet lassítani a felvételt. Ezekből kiderült, hogy a cipőfűzőkre két erő együttesen hat, így pedig elképesztő, hét g-s gyorsulást kell elviselniük. (Egy g a nehézségi gyorsulás értéke a tengerszinten, nagyjából 9,8 m/s2.) Hogy képet alkothassunk arról, hogy ez milyen nagy erő, érdemes tudnunk, hogy az űrhajósokra egy átlagos rakétakilövés alkalmával ennek a gyorsulásnak csak a fele hat.

A csomóra egyrészt lefelé irányuló erő hat, amikor a futó leteszi a lábát a talajra, de közben előrefelé irányuló erő is, ahogy a lábak haladnak futás közben előre. A kutatók arra jöttek rá, hogy a két erő külön-külön még nem lenne elég ahhoz, hogy a cipőfűző szabadon lógó végeit húzva-eresztve kikössék a csomót, de a kettejük együttes hatása már igen. A kikötődés nem azonnal kezdődik. A felvételeken jól látszott, hogy (ha rendesen meg van kötve a cipőfűző), sok futólépést megtehetünk anélkül, hogy elkezdene kibomlani a fűző. De ha egyszer elkezd kikötődni, akkor átlagosan két lépés elegendő ahhoz, hogy teljesen kikötődjön. Természetesen a csomók kikötődése függ a csomó és a cipőfűző típusától, de az alapvető folyamatok univerzálisnak tűnnek.

Ne maradjon le a Magyar Nemzet legjobb írásairól, olvassa őket minden nap!

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.