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Schlichting!: Wenn Schnürsenkel versagen

Egal, wie fest man die Schleife bindet, irgendwann öffnet sich beim Laufen jeder Knoten. Das geschieht meist innerhalb weniger Schritte, wenn sich unscheinbar kleine Effekte plötzlich katastrophal aufschaukeln.
Am Schuh unterscheiden sich Kreuzknoten und Altweiberknoten sichtbar dadurch, dass die Schleife bei ersterem quer, bei letzterem längs zum Schuh orientiert ist.Laden...

Kinder können viele Schuhe bequem mit Klettverschlüssen selbst fixieren, doch niemand kommt umhin, irgendwann einmal das Binden einer Schleife zu lernen. Dazu windet man die straff gezogenen Schnürsenkel zunächst einmal umeinander. Bei diesem ersten Halbknoten reicht die Reibungskraft zwischen den Bändern aber noch nicht aus. Darum knüpft man einen zweiten Halbknoten gegen den ersten und presst beide Bänder durch Ziehen zusammen. Damit das Konstrukt einfach wieder gelöst werden kann, formt man die Enden zuvor zu einer Schlaufe. In der Knotenkunde heißt es, man legt den Knoten "auf Slip".

Den meisten ist beim Schuhebinden wohl kaum bewusst, dass es für die Verknüpfung topologisch gesehen zwei Möglichkeiten gibt. Zum einen kann man links über rechts und danach rechts über links führen. Das ergibt einen so genannten Kreuzknoten. Möglich ist zum anderen, zweimal links über rechts zu legen; dann erhält man eine äußerlich ganz ähnliche Variante, die als falscher oder Altweiberknoten bezeichnet wird und weniger dauerhaft ist.

Die Windung hat physikalische Konsequenzen, denn sie drückt die Bänder unter Zug aneinander. Dadurch steigt die Reibungskraft – umso mehr, je größer der Winkel der Bänder relativ zueinander wird. Das kennt man beispielsweise vom Festmachen eines Schiffs an einem Poller. Erstaunt erlebt man hier, wie ein einzelner Mensch ein schweres Boot halten kann, nur weil das Seil um den Pfosten geschlungen ist. Die Reibungskraft nimmt sogar exponentiell mit dem Winkel zu, und dieser wächst mit jeder Umwindung um 360 Grad ...

Juli 2017

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juli 2017

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  • Quelle

Daily-Diamond, C. A. et al.: The Roles of Impact and Inertia in the Failure of a Shoelace Knot. In: Proceedings of the Royal Society A 473, 20160770, 2017