Коротко. Если шнурки развязываются сами, чаще всего виноват не шнурок, а узел: обычный бантик легко завязать в «бабушкином» варианте, который перекашивается и расходится быстрее правильного. Проверка простая — правильный бантик лежит поперёк ботинка, «бабушкин» разворачивается вдоль, от носка к пятке. Исправление ещё проще: в первом, стартовом узле поменять местами, какой конец кладётся сверху. Инженеры Калифорнийского университета в Беркли показали, что развязывает узел сочетание двух сил: удара стопы о землю и раскачивания свободных концов при махе ногой. Слабый узел в их опытах распускался быстрее и чаще. Если правильного бантика мало, есть узел Иэна — быстрый способ получить тот же бантик, — его усиленная версия и двойной узел. Шнуровку подбирают под обувь: крест-накрест для кроссовок, прямую для классических туфель, а длину шнурка — по числу пар отверстий и способу шнуровки.
Почему шнурки развязываются: что выяснили в Беркли
В 2017 году в журнале Proceedings of the Royal Society A вышла статья трёх инженеров-механиков из Калифорнийского университета в Беркли — Кристофера Дейли-Даймонда, Кристин Грегг и Оливера О’Райли. Поведение узлов под постоянной нагрузкой изучено, а под меняющейся, ударной, — почти нет, и шнурок оказался удобной моделью.
Опыт был двух видов. В первом Кристин Грегг, соавтор работы и бегунья, бежала по беговой дорожке в зашнурованных кроссовках, а узел снимали скоростной камерой с частотой 900 кадров в секунду. Во втором узел закрепляли на маятнике длиной около 20 сантиметров: его отпускали с угла примерно 43 градуса, и при ударе узел получал перегрузку около 7 g. Эту величину выбрали не случайно: по измерениям авторов, при ходьбе удар в основании узла обычно составляет порядка 6–8 g. Пресс-релиз университета для бега приводит ту же цифру — около семи.
Механизм, который описали исследователи, складывается из двух стадий:
- Удар ослабляет центр узла. Каждый шаг сжимает и растягивает узел, после чего он немного расслабляется. Шаг за шагом сердцевина бантика разбалтывается.
- Инерция вытягивает концы. Когда нога выносится вперёд, свободные концы шнурка хлещут, и на них действует инерция. Пока узел тугой, трение удерживает шнурок. Когда он ослаб, трения уже не хватает: концы начинают проскальзывать, и чем дальше, тем быстрее.
По словам Дейли-Даймонда в публикации университета, без обеих сил узел не разрушается: одного удара или одного раскачивания мало. Поэтому шнурки и не развязываются, пока вы сидите или стоите.
Самое неприятное наблюдение — характер отказа. Много шагов подряд узел почти не меняется, а потом распускается за считаные секунды, без предупреждения: по записи с дорожки — меньше чем за два беговых шага. Кристин Грегг формулирует это так: шнурки могут долго держаться, пока одно небольшое движение не запустит процесс. И важная деталь из той же публикации: силы, которые развязывают узел, не связаны с тем, что кто-то тянет за свободный конец.
На маятнике авторы утяжеляли свободные концы грузиками в 1, 2 и 3 грамма: чем тяжелее концы, тем быстрее проскальзывание. Сильный узел при грузе 3 грамма и ударе сзади распустился в 8 опытах из 15, слабый при том же грузе — во всех опытах и гораздо быстрее. В опыте с бегуньей сильный узел за время наблюдения не развязался.
Практический вывод из работы прямой: туго завязанный шнурок держится дольше. В публикации университета сказано, что такому узлу может понадобиться больше циклов удара и маха, чем человек набирает за день ходьбы или бега. Цифры циклов при этом не приводятся.
Чего в источниках нет: почему сильный узел держится лучше слабого, авторы объяснить не смогли — О’Райли прямо говорит, что фундаментальная механическая разница между ними пока непонятна. Материал и покрытие шнурка в работе не изучали, это названо ограничением исследования. Поэтому утверждать, что какой-то конкретный шнурок держит узел лучше, на основании этой работы нельзя.
Правильный бантик и «бабушкин»
Обычный бантик состоит из двух частей: стартового узла (концы просто перекрещивают и затягивают) и финального банта с петлями. Оба шага закручивают шнурок. Если закрутки направлены в противоположные стороны, они уравновешивают друг друга, и получается узел на основе прямого, рифового, — его авторы исследования называют сильным. Если в одну сторону — получается узел на основе «бабушкиного», или ложного, узла: слабый.
Самое любопытное, что снаружи оба выглядят как бантик, а различаются, по словам авторов статьи, только тем, как второй перехлёст завязан относительно первого. Слабый узел при затягивании скручивается, а не ложится ровно.
Как проверить свой узел, описывает Иэн Фигген — австралиец, автор самого подробного справочника по шнуркам и узла, названного его именем. Завяжите шнурки как обычно, потом потяните стороны ботинка в разные стороны или потрясите его и посмотрите на бантик:
- Петли лежат поперёк ботинка, слева направо — узел сбалансирован.
- Петли развернулись вдоль, от пятки к носку — почти наверняка это «бабушкин» узел.
По Фиггену, в неуравновешенном узле движения стопы расшатывают верхнюю часть, а в уравновешенном, наоборот, затягивают её.
Лечится это одним движением, и переучивать бантик не нужно:
- Развяжите и бантик, и стартовый узел.
- Посмотрите, какой конец вы кладёте сверху в стартовом узле. Если левый поверх правого — начните класть правый поверх левого. Если правый поверх левого — наоборот.
- Завяжите бантик так же, как привыкли.
- Проверьте: петли теперь должны лежать поперёк ботинка.
Если узел развязался наполовину, перевязывать нужно целиком, вместе со стартовым узлом: иначе легко снова получить «бабушкин». А если правильный бантик всё равно расходится, по Фиггену, возможная причина — слишком скользкие шнурки. Он советует попробовать хлопковые или более надёжный узел. Подчеркнём: это рекомендация автора справочника, а не результат исследования.
Обычный бантик по шагам
Концы называем левым и правым по тому, где они лежат в начале. Шаги — по справочнику Фиггена, со стартовым узлом «левый поверх правого». Если начинаете иначе, отразите все шаги зеркально.
- Завяжите стартовый узел: левый конец положите поверх правого, проденьте под него и затяните.
- Правый конец сложите петлёй.
- Левый конец обведите вокруг петли, пропустив его сзади.
- Доведите его вокруг петли так, чтобы он оказался спереди.
- Протолкните левый конец в образовавшееся отверстие.
- Он выйдет с обратной стороны отверстия и образует вторую петлю.
- Возьмитесь за обе петли и затяните.
Бантик «двумя ушками»
Многие складывают петлями оба конца и связывают петли между собой. По Фиггену, узел получается тем же, что и обычный бантик, но именно так его особенно часто завязывают неправильно.
- Стартовый узел: левый конец поверх правого.
- Сложите оба конца петлями.
- Положите правую петлю поверх левой — теперь она стала левой.
- Бывшую левую петлю, оказавшуюся справа, оберните вокруг левой так, чтобы она вышла вперёд.
- Протолкните её в отверстие под петлями.
- Она выйдет с обратной стороны.
- Затяните обе петли.
Типичная ошибка, по Фиггену, — перекрестить петли в ту же сторону, что и концы в стартовом узле. Стартовый узел и бант должны завязываться в противоположных направлениях: если в начале левый конец шёл поверх правого, то при скрещивании петель сверху должна лечь правая.
Узел Иэна: тот же бантик, но быстрее
Иэн Фигген придумал этот способ в 1982 году, и его эскизы датированы 30 июня того года. Узел Иэна не прочнее обычного — это другой способ получить тот же результат. Сам автор пишет, что готовый узел идентичен обычному бантику или бантику «двумя ушками». Его смысл в скорости: обе руки делают петли одновременно и симметрично.
- Стартовый узел: левый конец поверх правого.
- Сложите оба конца петлями одновременно, каждый своей рукой.
- Поверните обе петли против часовой стрелки так, чтобы левый конец оказался спереди, а правый сзади.
- Сведите петли крест-накрест, левой впереди. На деле они скорее лежат рядом, чем перекрещиваются.
- Двумя пальцами внутри своей петли каждая рука захватывает свободный конец другой руки.
- Каждая рука отпускает свою петлю и протягивает через неё чужой конец. Не вытягивайте концы до конца — иначе вместо банта получится глухой узел.
- Затяните обе новые петли.
Фигген пишет, что с практикой завязывает шнурки примерно втрое быстрее, чем обычным способом. Это единственная цифра на странице, и это личное наблюдение автора: как её измеряли и с каким именно узлом сравнивали, не сказано. Независимых замеров мы не нашли.
Здесь работает то же правило, что и для обычного бантика: если стартовый узел завязан в обратную сторону, узел Иэна тоже выходит «бабушкиным» — по словам автора, он сидит криво и развязывается легче.
Надёжный узел Иэна
Для спорта, скалолазания, танцев и мокрой погоды Фигген предлагает усиленный вариант — Ian’s Secure Shoelace Knot, он же двойной скользящий узел. Отличие от бантика «двумя ушками» в одном шаге: петли обматывают друг вокруг друга не один раз, а дважды, и вокруг середины получается симметричная двойная обмотка.
- Стартовый узел: левый конец поверх правого.
- Сложите оба конца петлями.
- Положите правую петлю поверх левой — она станет левой.
- Петлю, оказавшуюся справа, оберните вокруг левой так, чтобы она вышла вперёд. До этого места всё как в бантике «двумя ушками».
- Теперь левую петлю оберните сзади. Концы петель окажутся по разные стороны центрального отверстия.
- Протолкните обе петли в отверстие: одна выйдет спереди, другая сзади.
- Затяните — перекрученные витки сами сложатся в аккуратный узел.
По собственным испытаниям автора, такой узел требует почти вдвое большего натяжения, чтобы его распустить, чем узел Иэна или любой обычный бантик. Конкретных значений силы на странице нет. Если готовый узел выглядит перекрученным, несимметричным или концы торчат вперёд и назад, витки, по Фиггену, не легли на место при затягивании — узел стоит перевязать.
Двойной узел: когда он нужен
Самый распространённый способ «закрепить» шнурки — завязать петли готового бантика ещё одним узлом. Фигген называет его узлом продавца обуви и описывает без восторга, как грубый метод.
- Завяжите обычный бантик, оставив петли довольно длинными.
- Положите левую петлю поверх правой.
- Оберните правую петлю сзади вокруг левой и протолкните в отверстие посередине — как при бантике «двумя ушками».
- Когда петля выйдет спереди, возьмитесь за обе петли и затяните.
Плюсы у двойного узла есть: он объёмный и забирает лишнюю длину, так что длинные концы не волочатся по земле. Минус серьёзнее: такой узел нельзя распустить, потянув за свободный конец. Его приходится расковыривать, и чем туже его затянули, тем это труднее.
Главный аргумент Фиггена против двойного узла — диагностический. Для обычной жизни правильный бантик должен держаться вполне надёжно, и многие, кто ищет узел покрепче, на самом деле завязывают «бабушкин», сами того не зная. Поэтому порядок действий такой: сначала проверить бантик и при необходимости перевернуть стартовый узел, потом, если нужно больше надёжности, — надёжный узел Иэна, и только потом двойной.
Чего в источниках нет: независимого сравнения надёжного узла Иэна и двойного узла по прочности мы не нашли. Исследование в Беркли сравнивало только сильный и слабый бантики.
Как развязывать, чтобы узел не затягивался намертво
Узел, который не развязывается, а затягивается в комок, — та же проблема с другой стороны. Фигген объясняет её так: бантик заклинивает, когда один или оба свободных конца перед развязыванием проскочили в соседнюю петлю. Если потянуть за оба конца сразу, петля затягивается вокруг конца, и чем сильнее тянешь, тем хуже.
- Тяните за один конец, а не за оба. По Фиггену, неважно за какой.
- Если узел всё же заклинило — разберите оставшийся клубок вручную, тянуть сильнее бесполезно.
- Профилактика — оставлять свободные концы примерно на треть длиннее петель, если они при этом не волочатся по земле.
Шнуровка кроссовок
Самая распространённая шнуровка — крест-накрест. В справочнике Фиггена она служит точкой отсчёта: длины остальных сравнивают с ней.
- Проведите шнурок прямой перемычкой по внутренней стороне между нижними отверстиями и выведите концы наружу через нижнюю пару.
- На каждой паре перекрещивайте концы, заводите каждый под край ботинка и выводите через следующую пару отверстий вверх.
- Повторяйте до верха.
Её достоинства, по Фиггену: привычный вид, простота и удобство — перекрестья лежат в щели между краями ботинка, а не давят на подъём стопы. Ограничение тоже названо: при узкой стопе между краями может не хватить места для перекрестий.
Если пятка выскальзывает из кроссовок при беге, для этого есть шнуровка с замком, которую называют также «петлёй бегуна». По описанию Фиггена, вертикальные отрезки с продетыми под них концами работают как блоки и фиксируют пятку. Делается она так:
- Зашнуруйте ботинок до второй сверху пары отверстий любым способом.
- Проведите концы прямо вверх по внешней стороне и вденьте в верхние отверстия на той же стороне — получатся две маленькие петли.
- Перекрестите концы и проденьте каждый под петлю на противоположной стороне.
- Затяните и завяжите бантик.
У этой шнуровки есть оговорки, и Фигген их не скрывает: она затягивает плотно, кому-то слишком, и её труднее ослабить. Если пятка сильно проскальзывает, такая шнуровка поможет лишь до определённой степени — возможно, дело в неподходящей по размеру обуви.
Шнуровка классических туфель
На туфлях перекрестья обычно не нужны: принято, чтобы снаружи были видны только ровные горизонтальные перемычки. Для этого есть два способа.
Прямая европейская шнуровка. По Фиггену, она лучше всего подходит к оксфордам и балморалам: у таких туфель края верха сходятся вплотную, и неаккуратный зигзаг внутри не виден. Шнуровка держит плотно — зигзаг мешает шнурку проскальзывать.
- Проведите шнурок прямой перемычкой снаружи через нижнюю пару отверстий.
- Левый конец проведите изнутри по диагонали к следующему свободному отверстию, выведите и проложите прямой перемычкой поперёк на другую сторону.
- Правый конец ведите так же, но по диагонали пропустите один ряд.
- Чередуйте концы, пока один из них не дойдёт до верхнего отверстия.
- Второй конец доведите по диагонали изнутри до другого верхнего отверстия.
Минусы: шнуровка несимметрична, поэтому левую и правую туфлю шнуруют зеркально, иначе пара выглядит разной. При нечётном числе рядов концы выходят разной длины, и их стоит заранее выровнять.
Прямая шнуровка с перемычками. Снаружи только горизонтальные отрезки, вертикальные спрятаны внутри. Фигген отмечает, что она удобна и снимает давление с верхней части подъёма. Аккуратно она получается только при чётном числе пар отверстий: шнурок должен пересечь ботинок чётное число раз, чтобы концы сошлись посередине.
- Проведите шнурок прямой перемычкой снаружи и вденьте в нижние отверстия.
- Левый конец проведите изнутри прямо вверх на одно отверстие и выведите поперечной перемычкой снаружи.
- Дальше оба конца поднимаются изнутри, пропуская одно отверстие, и выходят через два ряда выше.
- Каждый конец проходит снаружи прямой перемычкой и уходит в соседнее отверстие.
- Повторяйте до верха.
Для нечётного числа пар Фигген описывает несколько обходных путей и лучшим компромиссом считает вариант, где на второй сверху паре шнурок проходит поперёк и возвращается обратно.
Какой длины нужен шнурок
Длина зависит от двух вещей: сколько пар отверстий на обуви и как вы шнуруете. Фигген прямо пишет, что способ шнуровки — один из главных факторов. Указанное на упаковке число отверстий, например «6–8», он называет очень грубой оценкой: обувь слишком разная.
Ориентиры ниже взяты из таблиц его справочника и рассчитаны на кроссовок среднего размера. Это приблизительные значения одного источника, а не стандарт.
| Пар отверстий | Крест-накрест | Прямая с перемычками |
|---|---|---|
| 2 | 70 см | 63 см |
| 3 | 81 см | 76 см |
| 4 | 91 см | 80 см |
| 5 | 102 см | 93 см |
| 6 | 112 см | 96 см |
| 7 | 123 см | 109 см |
| 8 | 133 см | 112 см |
Обратите внимание: прямой шнуровке с перемычками нужен шнурок короче, чем крест-накрест, — при той же длине концы у неё выходят длиннее. Прямой европейской, наоборот, нужно чуть больше: по таблице Фиггена, 92 сантиметра для четырёх пар и 136 для восьми.
Если нужна точность, в справочнике есть калькулятор, куда вводят размеры своей обуви. Но последнее слово, по Фиггену, за удобством: из расчётной длины выбирают ту, при которой концы получаются комфортными.
Если шнурок уже куплен и оказался коротковат, выручит прямая шнуровка с перемычками: она удлиняет концы. Лишнюю длину забирает двойной узел — он объёмный.
Короткие ответы
Почему у меня постоянно развязываются шнурки?
Чаще всего потому, что бантик завязан «бабушкиным» узлом. Проверьте: если петли развернулись вдоль ботинка, переверните стартовый узел — положите сверху другой конец.
Что физически развязывает узел?
По исследованию в Беркли — сочетание ударов стопы о землю, которые разбалтывают центр узла, и инерции раскачивающихся концов, которые затем вытягивают шнурок. По отдельности эти силы узел не развязывают.
Помогает ли завязывать туже?
Да. Туго завязанному узлу нужно больше шагов, чтобы распуститься, — по оценке авторов исследования, возможно, больше, чем набирается за день.
Узел Иэна надёжнее обычного?
Нет, он даёт тот же бантик, только быстрее. Надёжнее — его усиленный вариант с двойной обмоткой.
Какой длины покупать шнурки?
Для кроссовок с шестью парами отверстий и шнуровкой крест-накрест ориентир — около 112 сантиметров, для пяти пар — около 102. Это средние значения одного справочника; для точности там же есть калькулятор по размерам обуви.
Что рядом
Если ботинки жмут ещё до того, как дошло до шнурков, — как растянуть обувь. Замшевые туфли и ботинки требуют отдельного ухода: как почистить замшевую обувь. Шнуровка с замком пригодится тем, кто собирается начать бегать. И про другой узел, который тоже стоит завязывать правильно, — как завязать галстук.
Источники
- Daily-Diamond C. A., Gregg C. E., O’Reilly O. M. The roles of impact and inertia in the failure of a shoelace knot. Proceedings of the Royal Society A, 2017, том 473 — двухстадийный механизм развязывания; опыт с бегуньей и съёмка 900 кадров в секунду; перегрузка 6–8 g при ходьбе; маятник 20 сантиметров, 43 градуса, около 7 g; опыты с грузиками 1–3 грамма и доли развязавшихся узлов; сильный узел на основе прямого и слабый на основе ложного; отказ за один-два шага; ограничения работы.
- UC Berkeley News. Shoe-string theory: Science shows why shoelaces come untied — описание опыта на беговой дорожке; около семи g при беге; слова Дейли-Даймонда о необходимости обеих сил, Грегг о внезапности отказа, О’Райли о необъяснённой разнице узлов; тугой узел требует больше циклов.
- Ian’s Shoelace Site. The Granny Knot — как распознать «бабушкин» узел, почему он расходится, как исправить переворотом стартового узла; совет про скользкие и хлопковые шнурки.
- Ian’s Shoelace Site. Standard Shoelace Knot — шаги обычного бантика.
- Ian’s Shoelace Site. Two Loop Shoelace Knot — шаги бантика «двумя ушками» и типичная ошибка с направлением.
- Ian’s Shoelace Site. Ian Knot — история узла, шаги, идентичность обычному бантику, оценка автора «втрое быстрее».
- Ian’s Shoelace Site. Ian’s Secure Shoelace Knot — шаги усиленного узла и оценка автора о почти вдвое большем натяжении.
- Ian’s Shoelace Site. Double Shoelace Knot — шаги двойного узла, его плюсы и минусы, связь с «бабушкиным» узлом.
- Ian’s Shoelace Site. Untying Shoes — почему узел заклинивает и как развязывать за один конец; соотношение концов и петель.
- Ian’s Shoelace Site. Criss Cross Lacing — шаги шнуровки крест-накрест, плюсы и ограничения, таблица длин.
- Ian’s Shoelace Site. Lock Lacing — шнуровка с замком для пятки, шаги и оговорки.
- Ian’s Shoelace Site. Straight European Lacing — шаги прямой европейской шнуровки, пригодность для оксфордов и балморалов, минусы, длины.
- Ian’s Shoelace Site. Straight Bar Lacing — шаги прямой шнуровки с перемычками, требование чётного числа пар, таблица длин.
- Ian’s Shoelace Site. Shoelace Lengths — роль способа шнуровки, грубость оценки по числу отверстий, калькулятор, выбор по комфортной длине концов.
Материал справочный. Механизм развязывания описан по научной статье и публикации Калифорнийского университета в Беркли. Инструкции по узлам, шнуровкам и длинам шнурков опираются на один источник — справочник Иэна Фиггена, автора узла его имени; это не научная организация, и его оценки скорости и прочности — личные наблюдения автора.
