教你一招,系鞋带如何能不再松开?

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鞋带不散开攻略。

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为什么走着走着,鞋带就松了?


图 | Pexels


这个困扰你我的问题,也困扰了一位大叔几十年。于是,他决定好好研究,找到一个让鞋带不散开的系法


为什么鞋带自己会散开?


这个大叔名叫奥利弗·欧莱利(Oliver O'Reilly),是加州大学伯克利分校的机械工程教授。他对鞋带散开这件事观察得很仔细:“你很难预测鞋带什么时候会散开,到要散的时候,两三步之内它就散掉了。实在烦人。”


为了解决这个问题,他找来了两个博士,让他们坐在椅子上摆动腿或跺脚结果表明,这两种动作单独做的时候,通常都不会弄散鞋带。但这两种动作结合起来,似乎就可能弄散鞋带。

教你一招,系鞋带如何能不再松开?

奥利弗和同事还利用这样机械腿来模拟鞋带松开的过程 | Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley


接下来,他们捕获了人在跑步机上跑步的慢动作视频。


他们发现,在跑步过程中,脚着地(跺脚)时,鞋带会由于惯性向上拉紧然后又放松,这个过程导致你每跑一步,鞋带结都在慢慢松开!而摆动腿会使鞋带头来回甩,并把鞋带往外拉。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?

鞋带在慢慢松开 | Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley


随着结慢慢松开,维系鞋带结的摩擦力越来越小,而当鞋带脱出的部分越来越长,甩动的力也越来越大……最后,鞋带就突然散开了。

教你一招,系鞋带如何能不再松开?

突然就散开了 | Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley


换言之,跺脚的动作会使鞋带结逐渐松开,而摆动脚的动作产生的力则像用手扯着鞋带头一样。当结变得松散,鞋带头开始滑动,原先的摩擦力消失了,有了雪崩效应,结就会突然松开。


最后这个过程,在两三步内就能完成。然后……你就不得不蹲下来重新系鞋带。


图解鞋带松开 | UCBDynamics Lab


怎么系鞋带猜不容易松?


许多人绑鞋带常常用“奶奶结”来绑。而打结能手(比如水手和外科医生)一直都推荐另一种打结方式——类似于方结。这样的结不比奶奶结复杂,但是更难松开。


奶奶结vs方结 | Daily-Diamond CA, Gregg CE, O’Reilly OM., Proc. R. Soc. A, 2017


看晕了?没关系,下面有更多的分解动作。


先来看奶奶结和方结的区别。如下图,奶奶结的第一个结和第二个结是同方向的,而方结则是相反的。也就是说,如果系第一个结时,右边的绳子在下,那么第二个结就应该让右边的绳子在上,这样才是方结。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?

奶奶结vs方结 | Daily-Diamond CA, Gregg CE, O’Reilly OM., Proc. R. Soc. A, 2017


还有另一种辨别方法:奶奶结中,下图箭头所指两条白色的线,处在那条竖着的黑线的两边,即一上一下(当然,右边两条黑线也处在白线的两边);而方结中,两条白线则在黑线的同一边,同在下方。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?

奶奶结vs方结 | Daily-Diamond CA, Gregg CE, O’Reilly OM., Proc. R. Soc. A, 2017


接下来就要实战演练了,你也可以拿只鞋子一起系,从系一个简单的奶奶结或方结开始。先打第一个结,注意了,这个动图是让右边的绳子从前面绕过左边的绳子。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?


然后,按着这个方向再打一个结,也就是让右边的绳子在上,从前往后穿过左边的绳子。这样打出来的,就是一个奶奶结


教你一招,系鞋带如何能不再松开?


仔细看,手指所指的两条线,是不是被分隔在两边?



方结的方向则相反。在第一个结的基础上,左边的绳子在上,绕过右边的绳子,打出来的就是方结了。仔细看,图中手指握住的两条线,就在同一边。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?



能打基本的奶奶结和方结,我们就要对真正鞋带的结下手了。同样的,先打第一个结。(这个动图里打第一个结时,是拿左边的绳子从前绕过右边的绳子。)


教你一招,系鞋带如何能不再松开?


然后,右边的绳子折成一个兔耳朵,左边的绳子从前面绕过它,也就是和第一个结同方向,这样打出来的就是奶奶结


教你一招,系鞋带如何能不再松开?


看得不清楚?这里有截图。当你把左边绳子绕到右边兔耳朵的前面时,可以看到兔耳朵与同一边的那条线,刚好在左边绳子的两端。



想检查自己打得对不对,可以把绳子拉开,就能看到一个简单的奶奶结了。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?


打方结也同理。与第一个结方向相反,这里也就是用左边绳子从后向前绕过右边的兔耳朵,得到的就是方结。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?


暂停一下,也能看到“两条线在第三条线的同一边”。



同样的,把绳子拉开,可以看到简单的方结。


教你一招,系鞋带如何能不再松开?


这样的打结方法有没有用呢?科学家们测试了奶奶结和方结的牢靠程度,数据显示,比起奶奶结,方结使鞋带滑移率减少了至少5倍。


所以,在绑鞋带的时候,只需要把第二个结稍稍换一下方向,就能有完全不同的效果。以后出门时试试拧个方向吧,欧莱利试过之后表示:“方结一天都不会散,超赞!”


尽管他也承认,因为个人习惯,他仍然在使用奶奶结……


未注明来源的图片,均来自David Chandler/Youtube


参考资料:

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/



一个AI

同样都是一团线,鞋带你看看人家耳机线!

本文来自果壳网,谢绝转载.如有需要请联系sns@guokr.com

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