系鞋带通常会用两种方法,一种系的非常结实不容易松开,但解开也不方便,另一种是较弱的打结法俗称为“奶奶结”,一手执一头,拿起鞋带两头,先把两头交叉成十字,右头在上左头在下,再把右头沿左鞋带绕一圈,并拉上来;然后双手再次各执一头,成十字交叉,左头在上右头在下;最后把左头往下折,拉住左头从交叉点到末头的中间,从右鞋带下面掏出来,并系住。
较结实的打结方法被称为“平方结”,差别在于当鞋带两头第二次成十字交叉时,不再拉住左头从交叉点到末头的中间,而是拉住末头,从右鞋带下面掏出来,并系紧。
为什么鞋带的活结很容易松开?要弄清楚这个问题,必须从解结的过程上入手。研究人员找到志愿者,将传感器绑到他的鞋上,并附着在鞋带结上。同时,研究人员还把同样的结和传感器绑在胳膊上,并使胳膊不停地摆动,从而分析结的受力情况。
通过视频的慢动作回放,研究人员发现,跑步时平方结一般不会松开;奶奶结刚开始比较结实,但后来当它出现一点松动时,再跑不到两步,就会彻底松开。
研究人员推测,奶奶结之所以松开,肯定与摆动和踩踏之间的某些相互作用力有关。这个猜测很快得到了证实,传感器显示,跑步过程中脚踩踏地面时产生的撞击力非常大,正是这种力量使结慢慢变形,乃至松开。
腿来回摆动时,鞋带打结后露出的两头会随之而不断晃动,围绕着结而相互抽打。这会产生一股力,拉扯鞋带两头,就相当于人们解鞋带时的拉扯力。另一方面,脚不断踩踏地面时,鞋带结的两头所受撞击力增加,于是当摆动带来的拉扯力与撞击力叠加,这股新的力就会对鞋带产生更大的拉扯力。正是这股新的拉扯力,使鞋带结慢慢滑动,逐渐松动,最终彻底松开。
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