冉浩

同学们有没有过这样的经历？走着走着，脚上的鞋带突然就开了。可是，它才刚刚绑好不久啊？为什么一言不合它就这么开了？科学家知道怎么回事吗？你还别说，真有科学家研究了这件事，而且还在不久前给出了答案呢！我们一起来看看吧！

鞋带为什么系得住

我们都知道，打个结，东西就算是绑住了。可是，为什么会绑住呢？它为什么没有很轻易地滑开呢？

这里面有一个非常重要的物理因素——摩擦力。从某种意义上来讲，摩擦力是一种碰撞阻碍。如果我们把物体的表面放大，就会发现这些表面是凹凸不平的。越粗糙的表面，这种特征就越明显。当两个物体放在一起的时候，它们的表面相互接触，就像齿轮相互咬合一样，一个表面凹进去的地方就可能和另一个表面凸出来的地方扣在一起。这样，两个物体接触的表面积越大，这种“咬合”的地方也就越多。你在拖动它的时候，遇到的阻碍也越大。比如，你换床单的时候，你会发现很难将床单从床上拽下来，这就是摩擦力的作用。而掀起床单却会很容易，因为你通过使两个面分离而解除了这种“咬合”状态。

增大摩擦力的另一个因素，就是压力。较大的压力能够使物体的接触面发生细微的变形，从而使一些原本没有“咬合”的凹凸处彼此交错到一起，从而增大了摩擦力。也正因为如此，一个较重的物体才会更难拖动。

系鞋带也是利用了摩擦力的原理。通过捆绑，使鞋带的各个面之间相互接触，而绑紧的鞋带又带来了足够的压力。可以说，如果没有摩擦力，鞋带是系不住的，结会轻易解开。当然，可能你也不会有鞋带——布料之所以能够存在，是因为组成布料的线或纤维之间存在摩擦力。

鞋带是怎么自动开的

虽然系得很紧，但鞋带终究还是开了。为什么呢？为此，科学家专门通过跑步机上的视频，研究了鞋带解开的过程。

你瞧，鞋带就是从这样的完美状态，一点点解开的：科学家发现，当人在做比较剧烈的运动时，鞋带是比较容易开的，比如奔跑。但如果只是踏步的话，鞋带就不太容易开了。

研究结果显示，在做剧烈运动的时候，鞋带打结的地方会受到大的冲力，甚至可以高达7个重力加速度，这相当于阿波罗号宇宙飞船重返地球大气层时承受的重力加速度。

他们甚至使用机械来模拟人的运动，结果发现，当踏地和摆动这两个动作单独出现时，对鞋带的影响并不大，但这两个动作组合起来就不一样了。踏地会使结的两头向上扬起，然后再落下，这个过程会使结变得比原来稍微松一丁点；然后，抬腿摆动的时候又会使鞋带的绳子左右摆动，会使鞋带从结那里稍微退出一丁点——整套运动会来回拉扯鞋带，一点点把结变松。这样，鞋带之间的摩擦力就会减小。而退出的鞋带越长，这种拉扯作用也就越强，结就会越来越快地被解开。到某一时刻，当绳结的摩擦力不足以对抗运动产生的冲力时，结就会猛然崩开。

总体来讲，只要做运动，打的结就会一点点变松；只要持续下去，鞋带解开是迟早的事。当然，运动越剧烈，这个过程来得也就越快。理论上，最少只需要两步，鞋带就能自动解开。

结，得这么打

不过，科学家可不只是搞清楚鞋带是怎么开的，他们还研究了怎么系鞋带更靠谱。不知你注意过没有，虽然绑的鞋带都是很像蝴蝶结的活扣，但不同的人，系法其实是不一样的，至少有两种系法。

一种是大家比较常用的、看起来相对美观的系法，一般奶奶或者妈妈也都是这样教的，姑且就叫作“奶奶結”吧。步骤是这样的：

然而，研究显示，“奶奶结”是比较容易出问题的，它的线头太容易脱出来了。如果换个系法，虽然略丑，但结实多了：

实际上，这两种打结方式的第一步是一样的，关键在第二步的搭线方式。最后，“奶奶结”的线头都是朝下的，但是更牢固的结的线头是一上一下的。

根据科学家的研究，第二种打结方式比“奶奶结”要牢固5倍！事实上，尽管没有进行严格的实验分析，很多人都已经在实践中注意到了这一点，如水手、医生在打结的时候往往都会使用这种更加牢固的打结方法。

你瞧，就是打结这么一件小事，里面的学问也不少呢！

责任编辑：陆艳 责任校对：夏越endprint