为什么鞋带会“自行解绑”?这个问题困扰着很多人,当我们走路时,没有双手施加外力,鞋带竟然自己散开了,这究竟是怎么回事呢?原来,这里面隐藏着一些魔法,让我们一起来揭秘吧。人类行走时,步态周期可以分为两个主要阶段:摆动和支撑。
随着脚着地,身体会受到冲击力,这导致绳结中心形变,反复受冲击后,绳结中心变松,加上腿部摆动和停顿的影响,绳结中心变得更松,此时,绳圈和绳尾间的惯性不平衡加剧,绳尾进一步外滑,最终绳结瓦解。那么,如何打一个更结实的蝴蝶结呢?
除了选择适合的鞋带、尽可能系紧、避免打出太长的绳尾,鞋带容易松的关键其实是系法。蝴蝶结通常由两层结组成,为了看得更清楚,我们将两侧鞋带用不同颜色表示。行走时,我们的身体会不断受到冲击力的影响,这些力量通过鞋带眼、鞋舌等部位传到鞋带上,导致绳结中心形变。
每一次脚着地,身体所受的冲击力是体重的1-1.5倍,跑步时增加到3-4倍,而体操运动员在做翻滚等动作时会遇到高达18倍体重的冲击力。
这些冲击力反复作用于鞋带绳结中心,使其变形,形变加剧后,伴随腿部摆动,鞋带在脚面来回抽打,绳环和绳尾向远离绳结中心的方向运动,打结的空隙受拉扯变大,绳结中心进一步变松。
在行走过程中,人的双腿不断在运动和静止之间切换,这会改变绳尾的状态,让它从自由晃动变成突然停下,受惯性影响,绳尾会利用自身质量来抗拒状态的改变,有一种向前运动的趋势,这就像刹车时所感受到的一样。
反反复复的前倾会让绳尾向外滑动,起初绳圈能够牵制绳尾外滑,二者长度差不多,惯性处于平衡阶段。但随着步态周期不断重复,绳尾滑出部分可能越来越长,惯性伴随质量增加而变大,二者间的惯性不平衡加剧,绳尾进一步外滑。当绳尾不再受绳圈牵制时,将会彻底滑出。
就这样,在脚落地时冲击力与摆腿时的绳圈与绳尾的惯性较量下,绳结瓦解。要想打一个更结实的蝴蝶结,除了选择适合的鞋带、尽可能系紧、避免打出太长的绳尾之外,鞋带容易松的关键其实是系法。
蝴蝶结通常由两层结组成,首先将一条鞋带从左到右穿过另一条鞋带,然后将左边的鞋带折叠成一个小环,将右边的鞋带放到左边的小环中,而后将右边的鞋带折叠成一个小环,从左边的鞋带环后面穿过去,将右边的鞋带放到左边的鞋带环里,然后牢固地拉紧即可。
总之,鞋带“自行解绑”并不是什么神秘的魔法,而是由于行走过程中身体的冲击力、摆动和停顿等因素对鞋带造成的影响,导致绳结中心不断变松,绳尾不断外滑,最终导致鞋带散开。因此,除了选择适合的鞋带和系法,我们还要时刻检查鞋带是否松动,及时调整,以保证行走的安全性。
在日常生活中,我们可能经常会忽略一些看似琐碎的细节,而这些细节却可能决定着我们的安全和健康。因此,我们应当养成关注细节的好习惯,时刻保持警惕。打好蝴蝶结似乎是个小事情,但你是否知道,它同样关乎着你的安全?
如果你只是简单地把一根细绳打个结当作鞋带,那么你可能就会错过这个不为人知的小细节。一般来说,我们打蝴蝶结都会采用白绳压住红绳的方式,但是,在第二层绕圈时,很多人都会习惯性地用红绳去压住白绳,这样打出来的蝴蝶结就是一个“弱结”。
而如果你能克服肌肉记忆,换成用白色绳圈压住红绳再绕圈,你就能打出一个“强结”。“强结”和“弱结”的外观看起来很像,但是它们的强度却差别很大,这是因为它们的基础结构源自两种不同的结。
当你向外拽绳圈,将绳尾完全拽出后,“弱结”变成的是假结,也叫奶奶结,它的特征是上下两个单结方向相同,而“强结”则会变成方结,它的两个单结方向是相反的。
在加州大学伯克利分校机械工程教授奥莱利(Oliver O’Reilly)的实验中,无论何种情况,“强结”的滑动率都远低于“弱结”,这就意味着你在奔跑跳跃时,“强结”相对更不容易散架。所以,如果你想要一个更结实的蝴蝶结,不妨试试打一个基于“强结”的蝴蝶结。
打好“强结”的方法其实很简单,只需要朝你觉得有点别扭的方向套出绳圈。当你成功地打出一个“强结”后,你会发现它比“弱结”更加规整,并且不容易散开。如果你还想让蝴蝶结更结实,你可以试试外科医生在手术中常用的方法——打第一层结时绕两次,这样可以增大绳结中心的摩擦力。
总之,打出一个结实的蝴蝶结不仅能够保证你在奔跑跳跃时不会被松开的鞋带绊倒,还可以让你的装扮更加整洁美观。试试用白色绳圈压住红绳再绕圈的方法,打出一个基于“强结”的蝴蝶结吧!