Conosciamo tutti lo stridio acuto delle scarpe da basket in campo o lo stridio dei pneumatici sul marciapiede durante una partita. Gli scienziati hanno condotto diversi esperimenti e hanno scoperto che la geometria del disegno del battistrada delle scarpe da ginnastica determinava la frequenza del cigolio, consentendo al team di impostare i blocchi di gomma su frequenze specifiche e di farli scorrere sulla superficie di vetro per riprodurre la “Marcia Imperiale” di Star Wars.
“L’ottimizzazione del comportamento di attrito nelle mosche è un sogno ingegneristico di vecchia data”, ha detto la coautrice Katya Bertoldi Università di Harvard. “Questa nuova visione su come la geometria della superficie controlla gli impulsi di scorrimento apre la strada a metamateriali di attrito sintonizzabili che possono passare da stati a basso attrito a stati ad alta aderenza su richiesta.” Inoltre, secondo loro, le dinamiche rivelate da questi risultati sono simili a quelle delle faglie tettoniche e quindi forniscono agli scienziati un nuovo modello per la meccanica dei terremoti. nuova carta Pubblicato sulla rivista Nature.
A Leonardo da Vinci viene generalmente attribuito il merito di aver condotto il primo studio sistematico sull’attrito alla fine del XV secolo, un sottocampo ora noto come tribologia che si occupa della dinamica delle superfici interagenti in movimento relativo. I taccuini di Da Vinci descrivono come disegnava file di blocchi utilizzando pesi e pulegge, un metodo ancora utilizzato oggi nella ricerca sull’attrito, oltre a esaminare l’attrito prodotto sulle filettature delle viti, sulle ruote e sugli assi. Gli autori di questo ultimo articolo hanno utilizzato un apparato sperimentale simile a quello di Da Vinci.
Il cigolio delle scarpe da ginnastica sul pavimento di una palestra è solitamente attribuito all’attrito, in particolare alla varietà stick-slip che comporta un ciclo di aderenza e scorrimento tra due superfici. Ma quel modello è più adatto per le interfacce che coinvolgono due oggetti rigidi, come i cardini delle porte che cigolano. Per far scorrere la suola della sneaker sul pavimento di una palestra è necessario utilizzare un oggetto duro (il pavimento) e uno morbido (la suola della sneaker). Bartholdi et al. Era auspicabile una comprensione più completa della dinamica dell’interfaccia morbido-rigido.
Innanzitutto, il team ha fatto scivolare una scarpa da basket commerciale (Nike CU3503-100) su una lastra di vetro liscia e asciutta, catturando contemporaneamente immagini audio e visive di ciò che stava accadendo tra la suola e il vetro (cioè l’interfaccia di attrito). Hanno identificato che gli impulsi di apertura viaggiano in modo asimmetrico nella direzione di scorrimento, causando una temporanea separazione supersonica locale tra la suola della scarpa e la lastra di vetro. Quei cigolii udibili non sono casuali; La frequenza è determinata dalla frequenza di ripetizione degli impulsi generati.
