Een rappe rimpeling in de schoenzool blijkt de oorzaak van piepend schoeisel. Hoewel dit inzicht bovenal de menselijke nieuwsgierigheid bevredigt, kan het op termijn ook leiden tot efficiëntere remblokken en machines die langzamer slijten.
is wetenschapsredacteur voor de Volkskrant. Hij schrijft over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart.
Wie op rubberen zolen over een houten vloer loopt, of zich op gympen door een sporthal beweegt, kent het: vrijwel elke stap gaat gepaard met gepiep. In het vakblad Nature beschrijven natuurkundigen woensdag voor het eerst waarom.
‘Wat dit onderzoek zo leuk maakt, is dat dit een geluid is dat we eigenlijk allemaal wel kennen’, zegt Bart Weber van de Universiteit van Amsterdam, die het onderzoeksartikel in hetzelfde vakblad van onafhankelijk commentaar voorzag. ‘En nu brengen de onderzoekers in detail in beeld wat er gebeurt op het moment dat dat bekende geluid ontstaat.’
Wanneer een schoen contact maakt met de vloer, glijdt deze er niet soepeltjes overheen. In werkelijkheid trekt vanwege de wrijving een soort rimpeling door de zool, vanaf de achterkant richting de voorkant. Bij de basketbalschoenen die de onderzoekers bestudeerden, verplaatste die rimpeling zich met zo’n 280 kilometer per uur.
‘De frequentie van die rimpeling bleek exact overeen te komen met de frequentie van de geproduceerde toon’, zegt Weber. Met andere woorden: het is die rimpeling die zorgt voor het geluid.
Een vergelijkbaar mechanisme verklaart overigens ook het gesnerp van een krijtje op een schoolbord, en het gepiep wanneer je remt met de fiets.
De onderzoekers toonden vervolgens aan dat ze het gepiep ook konden manipuleren. Ze ontwierpen zes siliconen blokken die een piep veroorzaken op een specifieke toonhoogte. Toen ze die blokken over een glazen plaat lieten glijden, produceerden ze daarmee de melodie van de ‘Imperial March’ uit sciencefictionfilm Star Wars.
Een grapje, natuurlijk, maar het onthult dat je het gedrag van dit soort oppervlakken naar je hand kunt zetten.
‘Je kunt misschien schoenen ontwerpen die niet piepen, of juist alleen op een bepaalde toonhoogte – zodat basketballers de piep van hun teamgenoten kunnen onderscheiden van die van de tegenstanders, bijvoorbeeld’, zegt Weber. ‘Of remblokken ontwikkelen waarmee het irritante gepiep uit het Nederlandse fietsverkeer verdwijnt.’
Hoewel de onderzoekers daar nog niet naar keken, kan zoiets in theorie zelfs een efficiëntieslag opleveren. ‘Misschien gaan die remmen daardoor ook wel langer mee. Uit analyses blijkt dat tot wel 30 procent van het wereldwijde energieverbruik verdampt via wrijvingsprocessen, bijvoorbeeld doordat je versleten onderdelen moet vervangen. Als je daarin zelfs maar een heel klein beetje verbetering kunt bewerkstelligen, heeft dat meteen een hele grote impact.’
Toch is het vooral de bevredigde nieuwsgierigheid die dit onderzoek zo leuk maakt, zegt Weber. ‘De onderzoekers zien ook een soort bliksemschichtjes overschieten van de zool van de schoen naar de vloer, terwijl de schoen aan het glijden is’, zegt Weber. ‘Er verplaatst dus ook lading, er ontstaan hele sterke elektrische velden. Dat vind ik écht leuk: dat dit onderzoek onthult hoeveel complexiteit er kan schuilen onder dat simpele schuiven met je schoenen over de vloer.’
Alles over wetenschap vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant