Изменяющие цвет волокна показали, как работают узлы

Некоторые узлы получаются прочнее, чем другие, и учёные попытались объяснить, почему.

С помощью изменяющих цвет волокон исследователи разработали простые математические правила, которые могут определять относительную прочность различных узлов, основываясь только их геометрии. По словам специалистов, несмотря на то, что узлы существуют уже тысячи лет, мало что известно о том, как именно они функционируют. Чтобы лучше понять простейшие узлы, учёные изучили изменяющие цвет волокна. Их оттенки выявляют области большего и меньшего напряжения завязанной нити. Деформация, наблюдаемая в узлах, сделанных с помощью этих волокон, согласуется с деформацией, рассчитанной компьютерным моделированием, которое также оценивало относительную прочность различных узлов.

Команда обнаружила, что три характеристики объясняют прочность узла. Во-первых, чем больше пересекаются нити, тем сильнее узел. Скручивание волокон при их пересечении друг с другом также играет свою роль: если нити скручиваются в противоположных направлениях, скручивание уравновешивается, фиксируя узел на месте. Наконец, узел получается сильнее, если соседние волокна скользят в противоположных направлениях, когда узел затянут. Эти характеристики отвечают только за относительную силу каждого узла, а не его общую прочность. Теперь исследователям необходимо рассмотреть свойства веревки или волокна, используемого для узла.

Фото: JOSEPH SANDT