Natuurkundigen zochten uit wat er nodig is voor een goede vingerknip. De wrijving tussen onze vingerkussentjes blijkt toevallig precies goed om een hoge rotatiesnelheid te realiseren, en daarmee een lekkere *knip*.
Met je vingers knippen is een effectieve manier om iemands aandacht te trekken. Of om de maat van muziek aan te geven. Bijna iedereen kan het en het wordt – getuigt Griekse kunst – al eeuwen gebruikt. Ook in de hedendaagse films speelt de knip een rol: aan het einde van de Marvel-film Avengers: Infinity War knipt slechterik Thanos in zijn vingers terwijl hij een magische metalen handschoen draagt. De gevolgen zijn desastreus.
Maar kun je eigenlijk wel met je vingers knippen als je een metalen handschoen draagt, zoals Thanos dat deed? Dat vroegen een paar onderzoekers van de Amerikaanse universiteit Georgia Tech zich af na het zien van de film. Ze raakten in een verhitte discussie over de vraag wat er nodig is voor een goede ‘knip’. Ze besloten het uit te zoeken.
‘Einstein liep als theoreticus vast op de nieuwe bevindingen’
Toen de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes iets geks ontdekte over supergeleiding, was dit onder veel fysici het gesprek van de dag. Maa ...
Vingerhoedjes
De onderzoekers analyseerden hun eigen vingergeknip met hogesnelheidscamera’s en krachtsensoren. Ze onderzochten de invloed van wrijving door hun vingers te bedekken met verschillende materialen, zoals stukjes rubber en metalen vingerhoedjes (om de handschoen van Thanos na te bootsen). ‘We plaatsten cirkels van reflecterende tape op elk van de gewrichten van de vingers en maten de hoek tussen de stippen op de pols, knokkel en vingertop’, mailt Raghav Acharya van Georgia Tech. Dit om de snelheid en precieze beweging vast te leggen.
Een gewone vingerknip, met de blote hand, bleek een rotatiesnelheid van 7.800 graden per seconde te halen. Dat is maar iets trager dan de snelste rotatiebeweging die ooit is waargenomen bij mensen: de armbeweging van een professionele honkbalspeler tijdens het pitchen. De rotatieversnelling van de vingerknip blijkt zelfs sneller dan die van een honkbalspeler (1,6 miljoen graden per seconde-kwadraat). Met je vingers knippen gaat bovendien razendsnel. Het duurt slechts zeven milliseconden. Dat is twintig keer sneller dan met je ogen knipperen.
Met je vingers knippen als ze bedekt zijn met metalen vingerhoedjes bleek bijna onmogelijk. ‘Daarbij merkten we op dat er een vermindering van de samendrukbaarheid was door de vingerhoedje, waardoor het vingerknippen veel trager verliep’, zegt Acharya. ‘Dat wijst erop dat de samendrukbaarheid van de vingerkussentje belangrijk is voor de hoge rotatiesnelheden van een succesvolle vingerknip.’
Vingerknip met vaseline
Behalve de samendrukbaarheid, blijkt ook de wrijving tussen de vingers belangrijk. Wrijving is nodig om genoeg kracht op te bouwen in de vingers voor een luide *knip*. De onderzoekers vergeleken het knippen van vingers die ingesmeerd waren met iets glibberigs, zoals vaseline, en vingers die bedekt waren met ruw rubber. Acharya: ‘We ontdekten dat zowel het verminderen van de wrijving (door vaseline) als het verhogen van de wrijving (door rubber) resulteerde in langzamere vingerknips.’
Bij te weinig wrijving kan er niet voldoende kracht opgebouwd worden. En bij te veel wrijving glijden de vinger te langzaam langs elkaar waardoor de opgebouwde kracht verloren gaat als warmte. De wrijving tussen onze vingerkussentjes lijkt dus (toevallig) optimaal voor de vingerknip.
Hun bevindingen vertaalden de onderzoekers naar een wiskundig vingerknipcomputermodel, waarmee bijvoorbeeld ook het klappen van de kaken van termieten en mieren beschreven kan worden. Daarnaast kan het gebruikt worden voor het ontwerpen van realistische handprotheses.
En de discussie over Thanos? Het lijkt onmogelijk dat hij met die metalen handschoen in zijn vingers kon knippen, schrijven de onderzoekers. Hoewel op Twitter iemand al opmerkte dat de bovenmenselijke krachten van Thanos en de handschoen wellicht genoeg waren om het probleem van de samendrukbaarheid en de wrijving te overwinnen.
Bekijk hier de vingerknipscene uit Avengers: Infinity War