为什么下雨天走路会把水甩到鞋面上?

作者: Frions

来源: 中科院物理所

发布日期: 2018-12-14 13:41:36

本文讨论了下雨天走路时水为什么会溅到鞋面上的原因,并提供了避免这种情况的建议。

最美的不是下雨天,是曾与你躲过雨的屋檐。除了一起躲过雨的屋檐,还有下雨天走路溅到鞋面上的水,每次小编擦鞋的时候,内心都饱含对下雨天的怨念(and 对别人在一个屋檐下躲雨的浓浓妒意...)。更不要说当下雨天遇上熊孩子,简直是一场灾难!今天我们就来谈一谈下雨天走路为什么会把水甩到鞋面上以及如何避免。

对于这个问题,我们首先要弄清楚鞋面上水的来源,首先必须要排除直接落到鞋面上的雨水、雨水直接浸润以及走路过程中另一只脚溅落的水滴影响,然后把鞋简化为一个六面体,如图所示,可以附着水滴的鞋的部位还有左右侧面、后侧面、底面以及前侧面。正常走路的情况下,后侧面是不会落到鞋面上的,能够落到鞋面上的水一般是前侧面鞋沿处或左右侧面靠前的位置附着的水滴。

同时还需要考虑人在行走过程中脚具体运动过程,正常行走时后脚跟先着地,然后是脚掌,然后后脚跟离地,前脚掌着地,蹬地面然后前脚掌离地,脚尖向上向前运动,然后脚向下向前运动,直到脚跟着地完成一次跨步过程。

在此过程中,如果地面的水深度较浅,那么在行走过程中只有鞋底面与水接触,在踮脚时,底面附着的雨水向前脚掌处聚集,抬脚过程中,由于水的粘滞性以及脚尖向上向前运动,使的雨水被甩出去,沿雨水最后离开鞋的初速度方向做斜抛运动,在人向前迈步时落回鞋面。

不难发现,此过程中对于是否能够将水甩到鞋面上的鞋的主要因素有两个,第一个是鞋底面对雨水的吸附能力,越容易附着雨水的鞋底面越容易在垫脚时聚集更多的雨水,而这个能力与鞋底面的材质以及结构、粗糙程度都有很大的关系。第二个是鞋尖端的形状以及雨水附着能力对于雨水离开写作斜抛运动的初速度方向的影响,决定了雨水最后能否落到鞋面上。

那我们要怎么避免将雨水甩到鞋面上呢?除了将鞋底面做的粗糙一点,避免将雨水带起来之外,当然是走的慢一点啦!参考:Sidewalk Science: How Water Splashes Atop Your Shoes 视频链接:Video: ‘Wet shoe’ problem solved

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