為什麼你的鞋帶總是鬆開?

生活中我們不難發現

無論出門前我們把鞋帶系得多緊

用上了新學的各種花式綁法

沒多久它還是會自己解開

為什麼鞋帶總是有它自己的想法?

為什麼你的鞋帶總是鬆開?

你認為鞋帶經常鬆開一定是你沒繫緊?其實這件小事上可真不怪我們粗心,鞋帶總是鬆開這其實是有科學原理的。

美國加州大學伯克利分校的機械工程師Oliver O‘ Reilly在教女兒繫鞋帶時突然發現鞋帶老是鬆開這個問題,他一個好奇上網去搜卻發現沒有人知道答案。

於是,這位工程師說服兩名同事一起破解這個“未解之謎”。幾個人利用了高速攝影機拍攝實驗物件跑步時鞋帶散開的過程。

發現當人們繫好鞋帶走路或者跑步的時候,由於雙腳加速,減速,繩圈和繩頭部分會受到

慣性力

說通俗點,就是

“甩來甩去”的那種力量

為什麼你的鞋帶總是鬆開?

研究測量出

跑步過程中鞋帶末端的加速度可以達到7倍的重力加速度

這個加速度乘以繩子頭的質量,就等於繩子頭受到的慣性力,也就是說繩子頭會感受到一個拉力,這個力可以大到繩頭部分自身重量的7倍。

與此同時,繩圈部分也感受到一個慣性力,是和繩頭方向相反滑動的拉力。同時鞋帶之間還有一個阻礙它自由滑動的摩擦力。

於是上面的結構就變成了中學物理裡出鏡率極高的“動滑輪”——繩結相當於有摩擦力的定滑輪、繩圈相當於動滑輪、繩頭上的慣性力相當於拉力,而繩圈上的慣性力相當於動滑輪上的重物。

當繩結處兩個慣性力的合力大於摩擦力時,鞋帶就會發生滑動

特別是如果繩頭方向的慣性力更大的時候,鞋帶就滑向解開的方向;

而如果繩圈方向的慣性力更大的時候,鞋帶就向相反的方向滑動,最後鞋帶退化成一個死結。

而無論是哪個情況,都可以統稱為:“你鞋帶又散了!”

為什麼你的鞋帶總是鬆開?

想要減少鞋帶散開的頻次,可以從系法入手。

平時我們最常見的綁鞋帶方法,是先將鞋帶交叉,接著再綁上蝴蝶結,這樣的蝴蝶結有一半的機會會變得容易鬆脫。

要解決這樣的問題,就要在開始打繩結時就注意順序,當交叉繩是左繩在上(左繩壓右繩)時,打蝴蝶結時就必須是右繩在上(右繩壓左繩),反之亦然。

這樣,蝴蝶結的結型才會正確,鬆脫的機會就會大大減低。

另外,我們

在交叉鞋帶時再多繞一圈可以增加摩擦力

,也可以減少鞋帶鬆開的機率。

雖然看似是簡單地多繞了一圈,但是這一圈所多增加的摩擦力卻是非常明顯的,一旦拉緊鞋帶之後就幾乎不會再移動。

為什麼你的鞋帶總是鬆開?

還有一個最有效的防止鞋帶鬆開的方法,那就是……

換一雙沒鞋帶的鞋!

為什麼你的鞋帶總是鬆開?