[카드뉴스] 세상에 안 풀리는 신발끈은 없다

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왜 신발끈은 갑자기 풀릴까요?

최근 신발끈을 제 아무리 단단하게 매도 결국엔 풀리고 만다는 연구결과가 나왔습니다. 올리버 오렐리 교수팀은 신발끈이 스스로 풀리는 구체적인 과정을 발표했는데요.

연구팀은 끈이 달린 운동화를 신은 사람이 뛰는 모습을 초당 900장으로 고속 촬영했습니다. 그 뒤 녹화영상을 느리게 재생하며 뛰는 행동이 매듭에 어떤 영향을 미치는지 분석했는데요.

사람이 발을 땅에 내디딜 때 신발 매듭이 느슨해진다는 점을 포착했습니다. 힘이 작용할 때 반대 방향으로 같은 크기의 힘이 작용하는데요. 발을 땅에 딛는 순간 발생한 힘이 매듭의 관성력을 넘어 매듭을 헐겁게 한다는 이야기입니다.

발을 땅에 딛는 순간 발생하는 힘은 중력 7배에 달합니다. 다리를 앞으로 뻗을 때 ‘보이지 않는 손’이 매듭이 풀리도록 신발끈의 끝을 잡아당기는 것과 같은 효과를 만든다는 거죠.

걷는 동안 헐거워지다가 잡아당겨지다가를 계속 반복하니 아무리 튼튼하게 묶은 매듭이라도 풀릴 수밖에 없죠.

연구원은 “두 힘의 크기가 계속 같거나, 함께 작용하지 않는다면 신발끈은 풀리지 않을 것”이라고 설명했습니다.

매듭이 신발과 이루는 각도가 90˚에 가까울수록 단단해집니다. 매듭의 강도를 높이려면 왼쪽 끈으로 고리를 만든 다음, 앞에서 뒤로 방향을 바꿔 한 바퀴 돌려 매듭을 지어야 합니다.

이 원리는 매듭 구조를 가진 물체나 DNA 이중나선의 꼬임 등을 연구할 때 활용될 것으로 기대하고 있습니다.

매듭은 여러 수학 분야 연구는 물론이고 분자의 꼬임을 다루는 폴리머화학 연구나 암호시스템 개발 그리고 DNA 연구 등에 다양하게 활용될 수 있는데요.

세포 속 DNA는 꼬인 상태로 존재하는데 유전정보를 복제하거나 단백질을 만들어낼 때 나선구조를 풀게 됩니다. 매듭 연구를 통해 DNA 복제과정을 파악하는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.

신발끈으로 보는 과학 원리, 흥미롭지 않은가요?

박민지 기자 pmj@viva100.com