https://bodybydarwin.com
Slider Image

Mengapa sepatu saya tidak akan diikat? Para ilmuwan berusaha mencari tahu.

2021

Oliver O'Reilly memiliki dilema yang mengganggu sebagian besar dari kita.

"Aku punya masalah kronis dengan tali sepatuku — mereka terus membuka ikatan, katanya pada PopSci." Aku tidak pernah mengerti mengapa itu terjadi. "

O'Reilly, seorang profesor teknik mesin di University of California, Berkeley tidak tertarik mengikat ikatan yang lebih baik — setidaknya belum. Dia dan rekan-rekannya, Christopher Daily-Diamond dan Christine Gregg, hanya berusaha memahami mekanisme di balik kekesalan tali sepatu yang tiada henti ini. Hasil penyelidikan mereka dipublikasikan hari ini di jurnal Proceedings of Royal Society A.

subjudul ":

Menurut temuan mereka, simpul miskin membutuhkan kekuatan yang luar biasa ketika kaki Anda menyentuh tanah — kadang-kadang sebanyak tujuh kali gaya gravitasi, atau 7 gram — yang mengubah bentuk simpul. Pada saat yang sama, gerakan mengepak tali sepatu saat ayunan kaki Anda menambah kekuatan tambahan. Kekuatan-kekuatan yang digabungkan mengambil tali Anda dari terikat ke ikatan dengan mudah.

"Kami meminjam kamera gerak berkecepatan tinggi dari seorang kolega, " kata O Reilly. Christine [Gregg, rekan penulis studi] mengenakan sepatu lari dan berlari di atas treadmill video gerakan lambat itu hanya menceritakan kisahnya sendiri. Anda benar-benar bisa melihat tali sepatu menjadi tidak terikat.

Studi ini menyoroti manfaat yang berkembang dari kamera kecepatan tinggi dalam penelitian ilmiah. O'Reilly suka mengembangkan model matematika dan menganalisisnya untuk sistem mekanis atau fisik. Dia menunjuk ke mainan yang disebut cakram Euler, yang pada dasarnya adalah cakram yang berputar di atas permukaan cermin. Saat disk kehilangan energi, cermin mulai bergetar kemudian disk terangkat.

"Anda dapat mengembangkan model untuk ini, kata O'Reilly tetapi jika Anda melihatnya dengan kamera berkecepatan tinggi, atau bahkan gerakan lambat dari iPhone Anda, Anda benar-benar dapat melihat gelombang ketika permukaan cermin sedang digetarkan oleh disk. Anda dapat melihat efek yang biasanya tidak dapat Anda lihat dan Anda dapat berkata, 'oh, saya perlu memasukkan ini dalam model apa pun yang saya kembangkan dari sistem.' "

Semakin banyak ilmuwan mengetahui tentang sistem fisik, semakin baik model matematika, dan semakin baik mereka dalam memodelkan hal-hal baru — mungkin suatu hari, sebuah simpul yang tetap tersimpul sampai kita memerintahkannya untuk dirilis.

subjudul ":

Para peneliti juga menempatkan tali yang diikat dengan berbagai simpul pada pendulum untuk menguji secara sistematis mana yang kuat, yaitu menolak ikatan dan mana yang lemah. Beberapa simpul lebih kuat dari yang lain, tetapi semua simpul akhirnya gagal.

subjudul ":

O'Reilly menekankan bahwa ini hanyalah permulaan, bukan endgame. Mekanika fisik mengapa sebuah simpul gagal — yaitu, apa yang membuat simpul kuat lebih lama daripada simpul lemah — masih belum dipahami dengan baik. Dan mekanisme fisik simpul yang lebih luas, atau apa yang terjadi pada simpul saat Anda menerapkan kekuatan yang berbeda padanya, tetap menjadi misteri.

Di permukaan, memahami simpul mungkin tidak tampak seperti masalah besar. Lagipula, orang selalu bisa memakai slip-on.

Tetapi simpul memiliki aplikasi yang lebih luas.

"Ketika Anda berbicara tentang struktur yang diikat, jika Anda dapat mulai memahami tali sepatu, maka Anda dapat menerapkannya pada hal-hal lain, seperti DNA atau struktur mikro, yang gagal di bawah kekuatan dinamis, " kata Christopher Daily-Diamond, rekan penulis studi ini. dan seorang mahasiswa pascasarjana di Berkeley, dalam sebuah pernyataan. "Ini adalah langkah pertama untuk memahami mengapa simpul tertentu lebih baik daripada yang lain, yang tidak ada yang benar-benar melakukannya."

Demikian pula, simpul digunakan di tempat-tempat selain tali sepatu — terkadang dengan konsekuensi serius yang mematikan. Anda hanya perlu melihat tali-temali di atas kapal layar, atau lampu-lampu berat menggantung dari langit-langit sebuah teater, untuk melihat bagaimana satu simpul buruk dapat mengorbankan nyawa seseorang. Dan kemudian, tentu saja, ada operasi.

"Memahami bagaimana kekuatan yang diterapkan pada simpul akan berdampak pada simpul sangat penting untuk jahitan, untuk simpul bedah, " kata O'Reilly.

Saat ini, jahitan diuji secara mendalam — dokter dan peneliti mengikat simpul dan mengacaukannya sampai patah — untuk menunjukkan kepada ahli bedah apa kombinasi tali dan simpul yang bisa bertahan dari waktu ke waktu.

"Sungguh menakjubkan bahwa ahli bedah dapat mengikat simpul di dalam tubuh Anda dengan jahitan yang bekerja untuk jangka waktu yang lama, " kata O'Reilly. "Tapi sebenarnya memahami mengapa simpul gagal, apa kekuatan di dalam simpul itu sendiri, deformasi di dalam simpul itu, itu masalah yang sangat sulit."

Dalam penampilan PopSci pertamanya, Stephen Hawking muda menjelaskan penemuan yang luar biasa

Dalam penampilan PopSci pertamanya, Stephen Hawking muda menjelaskan penemuan yang luar biasa

Tiga detektor gelombang gravitasi jauh lebih baik daripada dua

Tiga detektor gelombang gravitasi jauh lebih baik daripada dua

Android Q paling keren menampilkan fitur Google yang baru saja diumumkan — dan bagaimana cara mencobanya

Android Q paling keren menampilkan fitur Google yang baru saja diumumkan — dan bagaimana cara mencobanya