系紧的鞋带为什么会自己松开?

作者: 易逸度大王

来源: 科学大院

发布日期: 2018-08-04 10:27:28

本文通过物理学原理解释了为什么鞋带会自己松开,并提供了避免鞋带散开的六条建议。

每次出门前,大家都会系好鞋带,但是为什么走着走着鞋带就会自己松开?这个问题困扰了许多人。系紧的鞋带为什么会自己松开这个千古之谜,今天我们请来物理学博士给你讲讲。

大部分人系鞋带的结是所谓的平结或者纵结,这些结都有一个共同点,就是都包含一个结构,跟动滑轮是一样的。如果你拉绳头部分,当拉力大于摩擦力时,绳子会滑动,绳头部分会变长,而绳圈部分逐渐缩小,最后绳结被解开。所以这种结统称为“活结”,优点是好解开。

那么人在走路的时候,没有人去拉绳头,鞋带怎么也会自动解开呢?答案是,有一种力在拉绳头,不是灵异事件,这就是惯性力。当你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。

关于这个问题,加州伯克利的一位教授还专门做了研究。他用高速摄影机拍摄实验对象跑步时鞋带散开的过程,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。

有了这番分析,我们可以得到几个很实用的建议:1、换用轻质鞋带。2、保证尽可能地让绳圈部分和绳头部分长度相等。3、走路稳重一点。4、鞋带系紧点!5、把硬的圆鞋带换成软的扁鞋带。6、避免使用很重的金属鞋带头。

在得到“如何避免鞋带散开”的六条建议以后,我们再反过来看看我这双登山鞋的鞋带:鞋带材质很硬并且截面很圆;鞋带自身很重并且带尖还坠着很重的金属。这种鞋带不容易散开才怪呢!

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