2026年02月27日 12時22分サイエンス

体育館の「キュキュッ」という音の正体が科学的に解明される、実は音だけなく極小の雷も発生していた

体育館シューズと床がこすれる「キュッ」という音が青春の記憶として残っている人は多いはず。また、バスケットボールの試合映像などでもよく聞く音です。このキュッという音の発生メカニズムがハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学・応用科学スクールなどの研究チームによって解き明かされました。

Squeaking at soft–rigid frictional interfaces | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10132-3

The Physics of a Squeak
https://seas.harvard.edu/news/physics-squeak

シューズの「キュッ」という音は日常にありふれた現象ですが、「床に接地する靴」のような剛体と軟体の間の物理特性は完全には解明されておらず、音が発生する原因も不明だったとのこと。そこで、研究チームは毎秒100万コマ撮影可能なハイスピードカメラと全反射照明蛍光顕微鏡(TIRF)と音響測定を組み合わせて靴底の柔らかいラバーと硬いガラスがこすれ合う際の物理特性を観察しました。

実験の様子はこんな感じ。ラバー製の靴底をガラス面にこすり合わせています。

実験の結果、靴底がガラス面の上を滑る際に、摩擦の大きさが周期的に変動していることが明らかになりました。研究チームはこの変動を「開放スリップパルス」と呼んでいます。

研究チームによると、キュッという音は開放スリップパルスによって生じており、パルスの周期によって音の高低が決定されるとのこと。また、パルスの周期が靴底の形状に依存していることも突き止められました。つまり、靴底の形状によって音の高さを調整できるということです。

研究チームは異なる形状のラバー製ブロックを用いて帝国のマーチ(ダース・ベイダーのテーマ)を奏でる動画を公開しています。

Squeaking at soft-rigid frictional interfaces: music - YouTube