導(dǎo)讀最近天氣漸冷，北京的紅葉季又到了，想必不少小伙伴的周末安排是到戶外賞賞秋葉爬爬山吧你們出去玩兒的時(shí)候遇到過(guò)什么小麻煩嗎？比如說(shuō)：跑得正歡，鞋帶開(kāi)了，我來(lái)為大....

最近天氣漸冷，北京的紅葉季又到了，想必不少小伙伴的周末安排是到戶外賞賞秋葉爬爬山吧你們出去玩兒的時(shí)候遇到過(guò)什么小麻煩嗎？比如說(shuō)：跑得正歡，鞋帶開(kāi)了，我來(lái)為大家科普一下關(guān)于為什么系緊的鞋帶總開(kāi)?下面希望有你要的答案，我們一起來(lái)看看吧!

為什么系緊的鞋帶總開(kāi)

最近天氣漸冷，北京的紅葉季又到了，想必不少小伙伴的周末安排是到戶外賞賞秋葉爬爬山吧。你們出去玩兒的時(shí)候遇到過(guò)什么小麻煩嗎？比如說(shuō)：跑得正歡，鞋帶開(kāi)了。

今天小編想跟大家念叨的，就是系緊的鞋帶為何會(huì)自己松開(kāi)呢？

對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，鞋帶都會(huì)系成這種樣子，這種結(jié)就是所謂的平結(jié)。我們首先來(lái)具體分析一下這個(gè)結(jié)。

這種結(jié)的好處就是，當(dāng)你拉繩頭的時(shí)候，結(jié)就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，也就是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常提到的“活結(jié)”。

這種繩結(jié)之所以會(huì)松開(kāi)，是因?yàn)樵诶K頭部位受到了拉力。

可是，在我們平時(shí)走路的時(shí)候，并沒(méi)有人去拉繩頭！可鞋帶還是會(huì)自己松開(kāi)，這是啥情況？

其實(shí)，在我們走路的時(shí)候，是會(huì)在繩頭上產(chǎn)生一種力，這種力在物理學(xué)上，被稱為“慣性力”。

平結(jié)示意圖

關(guān)于鞋帶繩頭所受到的慣性力，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的教授還專門對(duì)此進(jìn)行了研究——用高速攝影機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)對(duì)象跑步時(shí)鞋帶散開(kāi)的過(guò)程。

他們最終測(cè)量出跑步過(guò)程中鞋帶繩頭的加速度可以達(dá)到重力加速度的7倍。也就是說(shuō)，平結(jié)示意圖中“慣性力1”的大小會(huì)是繩頭質(zhì)量的7倍。而且，繩圈部分也會(huì)受到一個(gè)慣性力2，它的方向和慣性力1的方向一致。此外，鞋帶之間存在的摩擦力f，會(huì)阻止鞋帶的滑動(dòng)。

慣性力1、慣性力2、摩擦力f，這一組力所形成的結(jié)構(gòu)不正和在中學(xué)物理中出鏡率非常高的“滑輪組”的結(jié)構(gòu)一樣嗎？

繩結(jié)相當(dāng)于有摩擦力的定滑輪，繩圈相當(dāng)于動(dòng)滑輪，繩頭上的慣性力相當(dāng)于拉力，而繩圈上的慣性力相當(dāng)于動(dòng)滑輪上的重物。

在此，我們將上述慣性力1比作T1，慣性力2比作T2。當(dāng)T1、T2的合力大于f的時(shí)候，鞋帶就會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。特別是當(dāng)T1更大的時(shí)候，鞋帶就會(huì)結(jié)開(kāi)，而T2很大的話，鞋帶就變成了死結(jié)。不管怎樣，結(jié)果都是“鞋帶散了”。

怎樣才能讓鞋帶不自己松開(kāi)呢？

根據(jù)滑輪組的受力特點(diǎn)，可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：鞋帶會(huì)不會(huì)自己松開(kāi)的核心問(wèn)題是——| L1- L2 |ρα與f比大小的問(wèn)題。這里面，L1和L2分別是繩圈和繩頭部分的長(zhǎng)度，ρ是鞋帶的密度，α是鞋帶甩動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的加速度。（此處省略一萬(wàn)字，因?yàn)樾【帗?dān)心關(guān)于滑輪組的公式大家都已還給物理老師了，解釋起來(lái)也都看不懂了。）

那么，有了這個(gè)式子，解決方法自然也就出來(lái)了。

方法一：盡可能地讓繩圈部分和繩頭部分長(zhǎng)度相等，這相當(dāng)于減小| L1- L2 |；

方法二：使用輕質(zhì)鞋帶，這相當(dāng)于減小鞋帶密度ρ；

方法三：走路穩(wěn)當(dāng)點(diǎn)兒，這相當(dāng)于減小加速度α；

方法四：鞋帶繩頭不要用金屬的，這是為了減小繩頭的慣性力；

方法五：把鞋帶系緊，這是在增大摩擦力f；

方法六：用軟的扁鞋帶，這樣能提供更大的摩擦力f；

發(fā)現(xiàn)了沒(méi)有，所有的方法都是要實(shí)現(xiàn)一個(gè)目的，那就是：

| L1- L2 |ρα<f

也就是說(shuō)，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)這一目的方法，都可以解決鞋帶自己松開(kāi)的問(wèn)題。

哦，不對(duì)，還有方法七，那就是“不穿系鞋帶的運(yùn)動(dòng)鞋”。

小伙伴們，有沒(méi)有覺(jué)得學(xué)好物理是很有必要？那就抽空來(lái)北京科學(xué)中心逛逛吧，沒(méi)準(zhǔn)還能把丟掉的知識(shí)撿回來(lái)呢！