„Ovaj zvuk škripanja dok se igrači kližu po parketu je svuda prisutan. Uvijek je tu, zar ne?“, zapitao se.
Škripa patika dio je simfonije košarkaške utakmice, kada gumeni đonovi stružu o parket dok igrači prave brze korake, sijeku pravce i okreću se, a defanzivci pomjeraju noge kako bi ostali ispred svog igrača.Vraćajući se kući nakon utakmice, Djellouli se zapitao kako nastaje taj zvuk. A kao naučnik za materijale na Univerzitetu Harvard, imao je način da to ispita.
Djellouli i njegove kolege klizali su patiku preko glatke staklene ploče, iznova i iznova. Snimali su škripu mikrofonom i sve bilježili kamerom visoke brzine kako bi vidjeli šta se dešava ispod đona.
U studiji objavljenoj u srijedu u časopisu Nature opisali su šta su otkrili. Dok patika „radi“ kako bi zadržala prijanjanje, sićušni djelovi đona mijenjaju oblik dok na trenutak gube, pa ponovo uspostavljaju kontakt s podlogom, hiljadama puta u sekundi – na frekvenciji koja odgovara visini glasnog škripavog zvuka koji čujemo.
„Ta škripa je u suštini cipela koja ‘talasa’, odnosno stvara nabore koji putuju izuzetno brzo. Ti talasi se ponavljaju pri visokoj frekvenciji i zato dobijamo taj škripavi zvuk“, objašnjava Djellouli.
Ulogu mogu imati i šare na đonovima. Kada su istraživači klizali blokove ravne, potpuno glatke gume preko stakla, uočili su niz „haotičnih, neorganizovanih talasa“, ali nijesu čuli škripu.
Grebenaste, kanalaste šare na dnu patika mogu organizovati te impulse tako da nastane čist, visok zvuk.
Drugi naučnici su ranije proučavali ovakve impulse, ali ova studija sa patikama analizira trenje koje se javlja pri znatno većim brzinama. I po prvi put povezuje te brze pulseve sa škripavim zvukom koji proizvode.
Ovi uvidi ne služe samo zadovoljenju radoznalosti jednog košarkaškog fana. Oni mogu pomoći u odgovoru na važna praktična pitanja.
„Trenje je jedan od najstarijih i najzamršenijih problema u fizici“, napisao je fizičar Bart Weber u uvodniku koji prati novo istraživanje. Ipak, uprkos njegovom praktičnom značaju, dodao je, „njime je teško upravljati i teško ga je predvidjeti“.
Bolje razumijevanje trenja moglo bi pomoći naučnicima da bolje shvate kako se Zemljine tektonske ploče pomjeraju i taru tokom zemljotresa, ili da se uštedi energija smanjenjem trenja i habanja.
To bi takođe moglo pomoći da se uklone neprijatni trenuci van terena, kada škripave cipele mogu biti pomalo nezgodne ili neugodne – recimo u tihom kancelarijskom hodniku.
Ovo istraživanje ne nudi direktno rješenje, iako internet nudi pregršt savjeta koji mogu biti rizični, uključujući trljanje sapuna ili omekšivača za sušilicu po đonu. Ipak, neki uvidi iz studije mogli bi u budućnosti pomoći u dizajniranju patika bez škripanja.
Tako je, na primjer, jedan dodatni eksperiment pokazao da promjena debljine gume može učiniti da škripa bude nižeg ili višeg tonaliteta. U budućnosti, da li bismo mogli fino podesiti patike da škripe na toliko visokoj frekvenciji da ih jednostavno ne čujemo?
Preporučeno
„Sada možemo početi da dizajniramo s tim na umu. Možemo početi da pravimo kontaktne površine koje to rade ako želimo da čujemo taj zvuk – ili koje to ne rade ako ne želimo da ga čujemo“, rekao je Weber iz Naprednog istraživačkog centra za nanolitografiju i Univerziteta u Amsterdamu.
Video