鞋帶成日鬆開? 加州教授解開謎團 教你呢種綁法至有用...

撰文:果壳網
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為什麼走著走著,鞋帶就鬆了?
這個困擾你我的問題,也困擾了一位大叔幾十年。於是,他決定好好研究,找到一個讓鞋帶不散開的綁法。
文:洛芙芝芝(果壳網)

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為什麼鞋帶自己會散開?

這個大叔名叫奧利弗歐萊利(Oliver O'Reilly),是加州大學柏克萊分校的機械工程教授。他對鞋帶散開這件事觀察得很仔細:“你很難預測鞋帶什麼時候會散開,到要散的時候,兩三步之內它就散掉了,實在煩人。”為了解決這個問題,他找來了兩個博士,讓他們坐在椅子上擺動腿或跺腳。結果表明,這兩種動作單獨做的時候,通常都不會弄散鞋帶。但這兩種動作結合起來,似乎就可能弄散鞋帶。

奧利弗和同事還利用這樣機械腿來模擬鞋帶鬆開的過程(Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley/果壳網提供)

接下來,他們捕獲了人在跑步機上跑步的慢動作視頻。他們發現,在跑步過程中,腳著地(跺腳)時,鞋帶會由於慣性向上拉緊然後又放鬆,這個過程導致你每跑一步,鞋帶結都在慢慢鬆開!而擺動腿會使鞋帶頭來回甩,並把鞋帶往外拉。

鞋帶在慢慢鬆開(Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley/果壳網提供)

隨著結慢慢鬆開,維繫鞋帶結的摩擦力越來越小,而當鞋帶脫出的部分越來越長,甩動的力也越來越大……最後,鞋帶就突然散開了。

突然就散開了(Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley/果壳網提供)

換言之,跺腳的動作會使鞋帶結逐漸鬆開,而擺動腳的動作產生的力則像用手扯著鞋帶頭一樣。當結變得鬆散,鞋帶頭開始滑動,原先的摩擦力消失了,有了雪崩效應,結就會突然鬆開。最後這個過程,在兩三步內就能完成。然後……你就不得不蹲下來重新綁鞋帶。

怎麼綁鞋帶才不容易鬆?(點圖看答案)↓↓↓

接下來就要實戰演練了,你也可以拿隻鞋子一起綁,從綁一個簡單的奶奶結或方結開始。先打第一個結,注意了,這個動圖是讓右邊的繩子從前面繞過左邊的繩子。

讓右邊的繩子從前面繞過左邊的繩子。(David Chandler/Youtube)

然後,按著這個方向再打一個結,也就是讓右邊的繩子在上,從前往後穿過左邊的繩子。這樣打出來的,就是一個奶奶結。

奶奶結。(David Chandler/Youtube)

仔細看,手指所指的兩條線,是不是被分隔在兩邊?

奶奶結的兩條線被分隔在兩邊。(David Chandler/Youtube)

方結的方向則相反。在第一個結的基礎上,左邊的繩子在上,繞過右邊的繩子,打出來的就是方結了。仔細看,圖中手指握住的兩條線,就在同一邊。

方結的兩條線在同一邊。(David Chandler/Youtube)
方結的兩條線在同一邊。(David Chandler/Youtube)

能打基本的奶奶結和方結,我們就要對真正鞋帶的結下手了。同樣的,先打第一個結。(這個動圖裡打第一個結時,是拿左邊的繩子從前繞過右邊的繩子。)

拿左邊的繩子從前繞過右邊的繩子。(David Chandler/Youtube)

然後,右邊的繩子折成一個兔耳朵,左邊的繩子從前面繞過它,也就是和第一個結同方向,這樣打出來的就是奶奶結。

奶奶結。(David Chandler/Youtube)

看得不清楚?這裡有截圖。當你把左邊繩子繞到右邊兔耳朵的前面時,可以看到兔耳朵與同一邊的那條線,剛好在左邊繩子的兩端。

兔耳朵與同一邊的那條線,剛好在左邊繩子的兩端。(David Chandler/Youtube)

想檢查自己打得對不對,可以把繩子拉開,就能看到一個簡單的奶奶結了。

拉開繩子可看到奶奶結。(David Chandler/Youtube)

打方結也同理。與第一個結方向相反,這裡也就是用左邊繩子從後向前繞過右邊的兔耳朵,得到的就是方結。

方結。(David Chandler/Youtube)

暫停一下,也能看到“兩條線在第三條線的同一邊”。

方結的兩條線在第三條線的同一邊。(David Chandler/Youtube)

同樣的,把繩子拉開,可以看到簡單的方結。

拉開繩子可看到方結。(David Chandler/Youtube)

這樣的打結方法有沒有用呢?科學家們測試了奶奶結和方結的牢靠程度,資料顯示,比起奶奶結,方結使鞋帶滑移率減少了至少5倍。

所以,在綁鞋帶的時候,只需要把第二個結稍稍換一下方向,就能有完全不同的效果。以後出門時試試換個方向吧,歐萊利試過之後表示:“方結一天都不會散,超贊!”儘管他也承認,因為個人習慣,他仍然在使用奶奶結……

參考資料:

https://www.theguardian.com/science/2017/apr/12/scientists-unravel-mystery-of-the-loose-shoelace

http://rspa.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rspa.2016.0770

http://www.pbs.org/newshour/rundown/science-behind-shoelace-knot-doomed-fail/

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