Waarom raken veters zo makkelijk los?

Wekelijks zoekt de redactie wetenschap het antwoord op een veelgestelde vraag. Vandaag: waarom lijden veters aan ‘catastrofaal knoopfalen’?

Behalve radicaal-Gordiaans zijn er zeker drie manieren om een knoop los te maken. Eén: met de hand ontknopen. Zoals bij de paalsteek, een ideale knoop die, hoe strak hij ook is aangetrokken zonder inspanning altijd weer is los te maken. Twee: door er (te) hard aan te trekken, zoals bij de mastworp, een andere simpele knoop, die helaas vrij makkelijk kan slippen. En drie: door te wachten tot het vanzelf gaat. Van dat laatste is de schoenveter het beste voorbeeld. Het is een even ergerlijk als ongrijpbaar verschijnsel, dat – zit u klaar, factcheckers? – wel moest leiden tot de uitvinding van de Croc.

De oudewijvenknoop

Over knopen is veel geschreven. Van traditionele zeemansknopen tot de knopen in het draad om wonden te hechten. Ook over de schoenveterknoop bestaat een dossier. In het hart van die strik met twee lussen en twee losse einden bevindt zich een simpele knoop: de zogeheten platte knoop. Die is op twee manieren te leggen: in een ‘sterke variant’, de echte platte knoop, en een zwakke variant, bekend als ‘oud wijf’.

De meeste mensen hebben als kind het ‘oude wijf’ aangeleerd bij het veterstrikken (herkenbaar aan de lussen die wegdraaien als je er spanning op zet). Maar het verschil is alleen gradueel: de zwakke knoop laat iets eerder los. Maar waaróm zo’n knoop, hoe stevig je hem ook strikt, überhaupt zomaar loslaat tijdens het lopen, was altijd een raadsel.

Tot de publicatie, in april, van drie wetenschappers van de afdeling werktuigbouwkunde aan de University of California in Berkeley. In Proceedings of the Royal Society, het tijdschrift van de Britse academie van wetenschappen, beschrijven ze hun onderzoek (pdf) naar wat nu officieel Catastrophic Knot Failure heet.

De testopstelling van het Amerikaanse veterlosraak experiment. Foto UCLA Berkeley

Zoals veel catastrofes blijkt ook het losraken van een veter een samenloop van omstandigheden. Twee in dit geval: de slingerbeweging van het been in combinatie met de periodieke schok van het neerkomen van de schoen. Alleen slingeren of alleen stampen is niet genoeg. Het moet allebei optreden, zo laten de onderzoekers zien in testopstellingen met slingerende en/of stampende kunstbenen en veters waaraan versnellingsmetertjes waren bevestigd. Het losraken onder ‘natuurlijke’ omstandigheden legden ze eveneens vast, tijdens eindeloze sessies op een loopband, waarbij een high-speed camera foto’s maakte van de schoen van een proefpersoon.

Losse einden

‘Catastrofaal knoopfalen’ gaat als volgt. Eén: door het neerkomen van de schoen vervormt de knoop licht. Twee: doordat de losse einden van de strik het meest slingeren, trekken die zichzelf uit de knoop. Dit proces gaat eerst vrijwel onmerkbaar langzaam, maar voltrekt zich daarna in seconden: de knoop valt schijnbaar opeens uit elkaar. Een beetje, schrijven ze, zoals Ernest Hemingway een van zijn personages failliet liet gaan: „Gradually, then suddenly.”

De onderzoekers zien vervolgonderzoek voor zich, bijvoorbeeld naar de invloed van het vetermateriaal op de ontknoping. Maar één conclusie kan alvast worden getrokken. En die betekent tevens troost voor alle kinderen die dachten dat ze de rite de passage van het veterstrikken voorbij waren, maar toch losse veters houden: je kunt er niets aan doen! (Of ja, toch: een dubbele strik).