Il cigolio acuto delle scarpe da ginnastica su un campo da basket è molto più di un semplice sottoprodotto del gioco; è un fenomeno fisico complesso finalmente compreso dai ricercatori dell’Università di Harvard. Un nuovo studio, pubblicato su Nature il 26 febbraio, rivela che il suono non è un attrito casuale, ma il risultato di un rapido movimento “stick-slip” all’interno della suola della scarpa.
Il meccanismo Stick-Slip
L’analisi video ad alta velocità mostra che quando una scarpa gira o si ferma bruscamente, la sua suola non scorre agevolmente. Invece, parti della gomma fanno presa sul pavimento mentre altre si attaccano momentaneamente, quindi si rilasciano a raffiche rapide. Queste esplosioni creano increspature che viaggiano lungo la suola a una velocità sorprendente: circa 4.800 volte al secondo. Ogni ondulazione influisce sull’aria circostante, provocando cambiamenti di pressione che si traducono in un’onda sonora cigolante.
“La frequenza del suono corrisponde al ritmo di questi impulsi di slittamento”, spiega Adel Djellouli, un fisico applicato coinvolto nello studio.
Ciò significa che il tono del cigolio non è arbitrario; è direttamente legato alla velocità con cui la suola scivola e si blocca.
Il ruolo della progettazione del battistrada
I ricercatori hanno scoperto che il design del battistrada della scarpa è fondamentale. Un blocco di gomma piatto che scorre su una superficie produce solo un rumore caotico e ovattato. Tuttavia, quando sono presenti le creste, incanalano gli impulsi di slittamento, organizzandoli in uno schema regolare. Questa organizzazione è ciò che produce il cigolio distinto e acuto. Testando i blocchi con e senza creste, il team ha confermato che il battistrada guida gli impulsi, rendendoli coerenti.
Implicazioni e applicazioni future
Lo studio ha anche rivelato che lo spessore e la rigidità del materiale della suola influenzano il tono del cigolio. Ciò apre la possibilità di progettare scarpe da ginnastica “silenziose” sintonizzando la frequenza su una gamma ultrasonica – impercettibile agli esseri umani. Tuttavia, osserva Djellouli, tali scarpe potrebbero infastidire i compagni canini che possono rilevare quelle frequenze.
Come dimostrazione giocosa, i ricercatori hanno persino utilizzato blocchi di gomma progettati su misura per riprodurre “La Marcia Imperiale” di Star Wars, dimostrando che la presenza di Darth Vader sarebbe molto meno intimidatoria con le scarpe che cigolano.
Questa ricerca evidenzia come suoni apparentemente banali come il cigolio delle scarpe da ginnastica siano governati da principi fisici fondamentali. I risultati potrebbero portare a nuovi materiali e design per le calzature sportive, anche se resta da vedere se gli atleti trarranno beneficio dal silenzio.
