为什么你的鞋带总是松开?

生活中我们不难发现

无论出门前我们把鞋带系得多紧

用上了新学的各种花式绑法

没多久它还是会自己解开

为什么鞋带总是有它自己的想法?


为什么你的鞋带总是松开?


你认为鞋带经常松开一定是你没系紧?其实这件小事上可真不怪我们粗心,鞋带总是松开这其实是有科学原理的。


美国加州大学伯克利分校的机械工程师Oliver O' Reilly在教女儿系鞋带时突然发现鞋带老是松开这个问题,他一个好奇上网去搜却发现没有人知道答案。


于是,这位工程师说服两名同事一起破解这个“未解之谜”。几个人利用了高速摄影机拍摄实验对象跑步时鞋带散开的过程。


发现当人们系好鞋带走路或者跑步的时候,由于双脚加速,减速,绳圈和绳头部分会受到惯性力


说通俗点,就是“甩来甩去”的那种力量


为什么你的鞋带总是松开?


研究测量出跑步过程中鞋带末端的加速度可以达到7倍的重力加速度


这个加速度乘以绳子头的质量,就等于绳子头受到的惯性力,也就是说绳子头会感受到一个拉力,这个力可以大到绳头部分自身重量的7倍。


与此同时,绳圈部分也感受到一个惯性力,是和绳头方向相反滑动的拉力。同时鞋带之间还有一个阻碍它自由滑动的摩擦力。


于是上面的结构就变成了中学物理里出镜率极高的“动滑轮”——绳结相当于有摩擦力的定滑轮、绳圈相当于动滑轮、绳头上的惯性力相当于拉力,而绳圈上的惯性力相当于动滑轮上的重物。


当绳结处两个惯性力的合力大于摩擦力时,鞋带就会发生滑动


特别是如果绳头方向的惯性力更大的时候,鞋带就滑向解开的方向;


而如果绳圈方向的惯性力更大的时候,鞋带就向相反的方向滑动,最后鞋带退化成一个死结。


而无论是哪个情况,都可以统称为:“你鞋带又散了!”


为什么你的鞋带总是松开?


想要减少鞋带散开的频次,可以从系法入手。


平时我们最常见的绑鞋带方法,是先将鞋带交叉,接着再绑上蝴蝶结,这样的蝴蝶结有一半的机会会变得容易松脱。


要解决这样的问题,就要在开始打绳结时就注意顺序,当交叉绳是左绳在上(左绳压右绳)时,打蝴蝶结时就必须是右绳在上(右绳压左绳),反之亦然。


这样,蝴蝶结的结型才会正确,松脱的机会就会大大减低。


另外,我们在交叉鞋带时再多绕一圈可以增加摩擦力,也可以减少鞋带松开的几率。


虽然看似是简单地多绕了一圈,但是这一圈所多增加的摩擦力却是非常明显的,一旦拉紧鞋带之后就几乎不会再移动。


为什么你的鞋带总是松开?


还有一个最有效的防止鞋带松开的方法,那就是……


换一双没鞋带的鞋!


为什么你的鞋带总是松开?

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页面更新:2024-03-08

标签:系紧   鞋带   动滑轮   定滑轮   惯性力   重力加速度   频次   摩擦力   加速度   蝴蝶结   拉力   绳子   方向   发现   机会

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