篮球鞋摩擦为何会发出吱吱声？哈佛大学揭秘背后物理规律

IT之家 2 月 27 日消息，哈佛大学研究团队在《自然》杂志发表最新研究，揭示了篮球鞋摩擦发声的物理机制，发现鞋底花纹的几何形状决定了摩擦声的频率。

研究人员为验证这一理论，精准制作了设定好特定频率的橡胶块，并在玻璃表面滑动，成功奏响了《星球大战》中的经典曲目“帝国进行曲”。

研究团队在实验中采用了一套与达芬奇时代相似的滑轮重物系统。他们将市售的耐克（Nike CU3503-100）篮球鞋放在干燥光滑的玻璃板上滑动，并同步记录摩擦界面产生的声音与视觉图像。

结果显示，滑动方向上会产生非均匀分布的“张开脉冲”，导致鞋底与玻璃板之间出现短暂的局部超音速分离。这意味着那些听起来刺耳的吱吱声并非随机产生，其频率完全由生成脉冲的重复率所决定。

哈佛大学合著者 Katia Bertoldi 强调，实时调节摩擦行为一直是工程界的长期梦想。这项研究揭示了表面几何形状如何控制滑动脉冲，为研发可按需在“低摩擦”与“高抓地力”状态间切换的可调摩擦超材料铺平了道路。

图源：WikiMedia

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