Knotet af natur

Høflighed billede

Enhver erfaren sejler ved, at én type knude vil sikre et blad til et forsejl, mens en anden er bedre til at koble en båd til en pæl. Men hvad der præcist gør en knude mere stabil end en anden, var ikke godt forstået - indtil lektor i matematik Jörn Dunkel skabte en matematisk model til at studere dem.

Dunkel slog sig sammen med Mathias Kolle, en lektor i maskinteknik, hvis gruppe havde konstrueret strækbare fibre, der skifter farve som reaktion på belastning eller tryk. Hans team brugte Kolles fibre til at binde en række knuder, inklusive trekløver og ottetaller, fotografere hver fiber og notere, hvor og hvornår den skiftede farve, sammen med de kræfter, der blev påført, når den blev trukket stramt.

Ved hjælp af disse data kalibrerede de en model, der simulerede fordelingen af ​​stress i knob. Derefter simulerede de mere komplicerede knob og tegnede simple diagrammer for at repræsentere dem.

Ved at sammenligne diagrammer for de almindelige bedstemor-, rev-, tyveknob- og sorgknuder sammen med mere komplicerede som carrick, zeppelin og alpine sommerfugl, identificerede forskerne nogle generelle regler. Grundlæggende er en knude stærkere, hvis den har flere trådkrydsninger, såvel som flere snoningsudsving - ændringer i den retning, hvert segment af en tråd roterer, når en knude strammes. Disse ændringer skaber friktion, der fremmer stabilitet.

De fandt også ud af, at en knude kan gøres stærkere, hvis den har flere cirkulationer - områder, hvor to parallelle tråde sløjfer mod hinanden i modsatte retninger.

Hvis man tager en familie af lignende knob, hvorfra empirisk viden udpeger én som ’den bedste’, kan vi nu sige, hvorfor den måske fortjener denne udmærkelse, siger Kolle. Vi kan spille knob mod hinanden til brug i suturering, sejlads, klatring og konstruktion.

skjule