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鞋带啊,你为什么突然开了?

2017-09-22冉浩

科学大众·小诺贝尔 2017年7期

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。……

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