スニーカーのキイキイ音とは
バスケットボールシューズがコート上で発する高周波数のキイキイ音や、タイヤが舗装路で鳴る音は誰もが知っている。これらの現象について、科学者たちは実験を行い、スニーカーの溝パターンの幾何学がその音の周波数を決定することを発見した。
ハーバード大学のカティア・ベルトルド氏は、「この新しい摩擦力学に関する洞察により、表面形状が滑りのパルスをどのように制御するかについて理解が深まりました。これにより、低摩擦から高グリップ状態への移行を要求に応じて調整可能な摩擦性メタマテリアルの開発が可能になります」と述べています。
歴史的背景
レオナルド・ダ・ヴィンチは15世紀後半に、現在の摩擦学（相互作用する表面間の相対運動を扱う分野）として知られる分野で初めて体系的な研究を行いました。彼のノートブックには、重りとピストンを使用してブロックを引きずる実験や、ねじスレッド、車輪、軸受での摩擦力の観察が記されています。
最新の研究
この最新の研究では、ダ・ヴィンチのアプローチに似た実験セットアップを使用しました。スニーカーの底と体育館の床（硬い物体）が滑るときの音は通常、摩擦によるものです。
実験結果
ベルトルド氏らのチームは：
- 商業用バスケットボールシューズをスムースで乾燥したガラスプレート上に滑らせ、その間の摩擦界面での音と視覚的イメージを同時に記録しました。
- 開口パルスが非一様な方向に伝播し、シューズソールとガラスプレート間に瞬間的な局所超音速分離が生じることを見出しました。
さらに：
- シリコーンゴムで自作のブロックを作り、一方は平らな滑動面、もう一方は平行な細い溝（スニーカーの溝に似ている）を持たせました。
- 両方を同じ乾燥ガラスプレート上で滑らせると、一定以上の速度（0.3m/秒）で摩擦界面でパルスが生成され、一貫した音が発生しました。
結論と影響
これらの結果は：
- 標準的なスプリングブロックモデルとは異なり、滑動速度が増加しても基本周波数が一定であることを示しました。
- 表面形状がスニーカーのキイキイ音の周波数を決定することを証明しました。
さらに：
- チームは、異なる高さで調整されたゴムブロックを作り、特定の周波数に合わせて「スター・ウォーズ」の「帝国の行進」を演奏する実験を行いました。
元記事: https://arstechnica.com/science/2026/02/the-physics-of-squeaking-sneakers/