12.04.2017 07:11 |

Phänomen enträtselt

US-Forscher klären Ursache loser Schuhbänder

Das Problem mit sich lösenden Schnürsenkeln kennt wohl jeder. Jetzt haben sich US-Forscher des Phänomens angenommen und tatsächlich herausgefunden, warum sich Schuhbänder oftmals lösen: Grund ist demnach die verhängnisvolle Wirkung zweier Kräfte, berichten die Wissenschaftler in den "Proceedings A" der britischen Royal Society.

Zum einen lockert sich durch das wiederholte Auftreten das Zentrum des Knotens, berichten die Wissenschaftler, zum anderen ziehen die losen Enden der Bänder, die beim Gehen in Schwingungen geraten, den Knoten nach und nach auf. Das Versagen des Knotens passiere in wenigen Sekunden und geschehe ohne Vorwarnung, so die Wissenschaftler.

Jeder kenne das Problem, wissenschaftlich untersucht sei es aber kaum, schreiben Christopher Daily-Diamond und seine Mitarbeiter von der University of California in Berkeley in ihrem Fachartikel, den sie in den in den "Proceedings A" der britischen Royal Society veröffentlicht haben. Sie hätten zunächst beobachtet, dass sich Schuhbänder nicht lockern, wenn man im Sitzen das Bein lediglich hin- und herschwingt. Andersherum reiche bloßes Stampfen auf den Boden nicht aus, um den Knoten zu lösen.

Rätsel mittels Zeitlupen-Videos gelöst
Um nun herauszufinden, was genau geschieht, begab sich Mitautorin Christine Gregg auf ein Laufband. Ihre Kollegen zeichneten beim Gehen oder Laufen Zeitlupen-Videos der Schuhbänder auf. Zudem schnürten die Wissenschaftler eine Schleife um ein spezielles Pendel, damit sie die einzelnen Kräfte, die auf die Senkel wirken, besser isoliert voneinander untersuchen konnten.

Die Filmaufnahmen enthüllten, dass sich beim Auftreten die auf den Knoten wirkende Schwerkraft erheblich erhöhte. Als Reaktion auf diese Kräfte, dehnt und entspannt sich der Knoten abwechselnd, wodurch er sich nach und nach lockert. Gleichzeitig wirken Trägheitskräfte an den losen Enden, die beim Laufen vor- und zurückschwingen. Sie ziehen den Knoten schließlich auf, so die Forscher.

Altweiberknoten besonders schnell offen
Es gebe Schleifen-Varianten, deren Knoten besser hielten als andere. Der "falsche Knoten" - im deutschen Altweiberknoten genannt - sei eine Variante, die sich besonders schnell löse. Der klassische Kreuzknoten halte hingegen länger, löse sich schließlich aber auch. Die beiden Schleifen-Varianten unterscheiden sich dadurch, wie beim Binden das lose Band um die Schlaufe geführt wird - von vorne oder von hinten. Die Forscher raten dazu, einmal selbst mit den Schleifen zu experimentieren, um den Unterschied herauszubekommen.

"Wir konnten zeigen, dass der schwache Knoten immer versagt und der starke Knoten nach einer gewissen Zeit, aber wir wissen immer noch nicht, wo die entscheidenden mechanischen Unterschiede zwischen beiden Knoten liegen", sagte Oliver O'Reilly. Das Problem sei aber alles andere als abschließend erforscht, viele Fragen zu den mechanischen Grundlagen noch offen. Auch der Einfluss des Materials und seiner Oberfläche sei noch nicht geklärt.

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