Um das Rätsel der Verwicklung von Kopfhörerkabeln zu lösen, legten Wissenschaftler das Kabel in eine Schachtel und schüttelten es mehr als 3.000 Mal

Gutachter: Luo Huiqian, Associate Researcher, Institut für Physik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Wenn Sie an einem schönen Tag plötzlich Ihre Kopfhörer aus der Tasche nehmen möchten, um Musik zu hören, werden Sie jedes Mal feststellen, dass sich die Kopfhörerkabel wieder verheddert haben!

Es handelt sich zwar um Kabel, aber Strom- und Datenkabel verheddern sich selten, wenn sie in einer Tasche verstaut werden. Warum verwickeln sich Kopfhörerkabel so leicht? Befindet sich in Ihrer Tasche ein kleiner Kobold, der jeden Tag in Ihrer Tasche hockt und darauf wartet, das Kopfhörerkabel zu verheddern?

Warum sind die Kopfhörerkabel verheddert? Erfahren Sie mehr über die Kink-Theorie

Ein Knoten ist, wie der Name schon sagt, ein verknotetes Seil, das Ende an Ende verbunden ist und verdrehte Kreuzungspunkte aufweisen kann. Die Knotentheorie ist ein Zweig der Topologie , der die topologischen Eigenschaften von Knoten untersucht. In der Knotentheorie ist ein Primknoten ein nichttrivialer Knoten, der nicht zerlegt werden kann.

Alle Primknoten mit 7 oder weniger Kreuzungen.

Jeder Primknoten ist hauptsächlich durch die Kreuzungsnummer gekennzeichnet, und Primknoten mit derselben Kreuzungsnummer können zusätzlich durch unterschiedliche Indizes unterschieden werden.

Quelle: Wikipedia

Die Knotentheorie ist ein Zweig der Mathematik, der sich mit der Einbettung mehrerer Kreisringe in den dreidimensionalen realen euklidischen Raum befasst. Das Untersuchungsobjekt muss eine Kurve sein, und zwar eine Kurve im dreidimensionalen Raum, sodass wir das Problem verhedderter Kopfhörerkabel der Knotentheorie zuschreiben können. In der Knotentheorie gilt ein Knoten als äquivalent, wenn er in einen anderen Knoten umgewandelt werden kann, ohne die beiden Endpunkte zu trennen.

Bereits 2007 untersuchten der Physiker Douglas E. Smith und der Student Dorian Raymer die Anwendbarkeit der Knotentheorie auf das Seilknoten und erhielten dafür ebenfalls den Ig-Nobelpreis für Physik.

Die Experimentatoren legten Seile unterschiedlicher Länge und Härte in eine transparente Box und drehten die Box mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wobei sie 3.415 Experimente durchführten.

Experimente haben ergeben, dass sich weiche Seile leichter verknoten lassen . Aus unserer täglichen Lebenserfahrung wissen wir, dass sich weiche Seile, wie etwa Wolle oder Nadel und Faden, durch einfaches Einklemmen verknoten lassen. Im Gegensatz dazu sind Strom- und Datenkabel dick und hart, sodass sich daraus nur schwer ein komplexer Knoten wie beim Kopfhörerkabel bilden lässt.

Das Experiment ergab auch, dass sich ein Seil mit einer Länge von weniger als 46 cm kaum verheddert, wenn es eine Zeit lang in einer rotierenden Box eingeschlossen ist. Bei einer Entfernung von 46 cm auf 150 cm erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Knotenbildung allerdings dramatisch. Bei Seilen mit einer Länge von mehr liegt die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Knoten bildet, grundsätzlich stabil bei 50 %.

Knotenwahrscheinlichkeit - Seillänge (m)

Quelle: sciencealert

Wenn Sie Ihr Kopfhörerkabel messen, werden Sie feststellen, dass es etwa 150 cm lang ist . Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, stellt die vertikale Achse die Wahrscheinlichkeit des Verknotens dar und die horizontale Achse die Länge des Seils. 140 cm sind 1,4 Meter, und 1,4 auf der horizontalen Achse entspricht einer Zahl zwischen 0,4 und 0,5 auf der vertikalen Achse. Wir können also sehen, dass die „minimale“ Wahrscheinlichkeit, einen Knoten zu bekommen, bei etwa 50 % liegt. Warum heißt es „am wenigsten“? Da man sich das Kopfhörerkabel als Y-förmiges Seil mit drei Drähten vorstellen kann und die Kopfhörer an beiden Enden schwerer sind als das Kopfhörerkabel, kann sich das Kopfhörerkabel leicht bewegen, wodurch die Gefahr weiter steigt, dass sich die Kopfhörerkabel miteinander verwickeln.

Sie stellten außerdem fest, dass die Verdoppelung der Breite der Würfelbox die Wahrscheinlichkeit einer Verknotung leicht erhöhte, während eine Reduzierung der Boxbreite um 33 % die Wahrscheinlichkeit einer Verknotung drastisch verringerte.

Abschließend sehen Sie hier noch ein Diagramm, das zeigt, wie sich ein Faden in einer Spinnbox aufzuwickeln beginnt. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich an einer Schnur spontan ein Knoten bilden kann, wenn man ein Ende der Schnur nur zweimal über das andere kreuzt:

Quelle: sciencealert

Jetzt können Sie beruhigt sein: Diese Knoten entstehen aus echten physikalischen Gründen und nicht durch eine übernatürliche Kraft.

Wie vermeidet man, dass sich das Kopfhörerkabel verheddert?

Aus dem Experiment können wir folgende Schlussfolgerungen ziehen:

1. Flexiblere Materialien neigen dazu, leichter Knoten zu bilden. Wenn das Kopfhörerkabel also steifer ist, verringert sich die Gefahr eines Verhedderns.

2. Je mehr das Kopfhörerkabel herumwirbelt, desto wahrscheinlicher ist es, dass es sich verheddert und verwickelt. Brusttaschen sind normalerweise kleiner als Hosentaschen. Daher ist es möglicherweise eine bessere Idee, Ihre Kopfhörer in einer Brusttasche statt in einer Hosentasche aufzubewahren.

3. Je größer die Kiste, desto mehr Knoten gibt es. Wenn Sie Ihre Ohrhörer also in einer kleinen Tasche statt in einer großen Tasche aufbewahren, besteht vermutlich eine geringere Gefahr, dass sich das Kabel verheddert.

Quelle: pixabay

Wenn Sie also verhindern möchten, dass sich das Kopfhörerkabel verheddert, können Sie die folgenden drei Methoden ausprobieren:

1. Kopfhörer bündeln: Wickeln Sie das Kopfhörerkabel sorgfältig mit der Hand auf, damit es sich nicht so leicht bewegt oder verheddert.

2. Methode zum Freilegen der Kopfhörer: Halten Sie beide Enden der Ohrhörer außerhalb Ihrer Hosentasche frei. Solange die Ohrhörerköpfe nicht zwischen den Kabeln hin- und herpendeln, bilden die Ohrhörerkabel keinen Knoten, indem sie sich in eine Schlaufe verwickeln.

3. Aufbewahrungsmethode: Legen Sie das Kopfhörerkabel in eine kleine Schachtel speziell für Kopfhörerkabel.

Kann sich ein Knoten im Kopfhörerkabel von selbst lösen?

Die Antwort ist ja , aber nur, wenn die Ohrhörer beim Vibrieren ihren verknoteten Weg zurückverfolgen. Diese Wahrscheinlichkeit ist jedoch sehr gering und im Allgemeinen neigen Objekte dazu, sich von Ordnung zu Unordnung zu entwickeln . Doch die Rückkehr aus der Unordnung zur Ordnung erfordert normalerweise einen Energieaufwand.

Mit anderen Worten: Das Binden eines Knotens führt zu einem stabileren Ergebnis als das Lösen eines Knotens. Daher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich bei Kopfhörerkabeln am Ende ein „Knoten“ bildet, natürlich höher.

Betrachten wir es aus einem anderen Blickwinkel: Die Außenhülle des Kopfhörerkabels besteht normalerweise aus TPE-Material (thermoplastisches Elastomer), das elastisch ist und eine geringe Härte aufweist. Der Reibungskoeffizient von TPE hat nichts mit der Größe der Kontaktfläche zu tun, hängt aber auch mit der Härte zusammen und ist umgekehrt proportional zu ihrer Härte, d. h. wenn die Härte von TPE zunimmt, nimmt der Reibungskoeffizient ab. Dies bedeutet, dass sich die Knoten bei Kopfhörerkabeln aufgrund der Reibung nur schwer von selbst lösen lassen.

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Heutzutage sind kabellose Bluetooth-Headsets nach und nach zu den neuen Favoriten der Leute geworden. Da es keine Kabel gibt, gibt es auch keine Probleme mit Kabelsalat.

Wenn Sie jedoch feststellen, dass sich Ihre Kopfhörerkabel verheddern, warum nehmen Sie sich nicht einen Moment Zeit, um sich über diese Knoten zu informieren, bevor Sie zu ärgerlich werden?

Alexander der Große: Welcher Knoten? Nimm mein Schwert!

Quelle: Wikipedia