相信大家都有這樣的經驗：明明出門前剛剛系好的鞋帶，沒走幾步就散開了。你以為是自己綁得不夠緊，于是用了兩倍的力氣再次系好。然而不久後，你又一次差點被散開的鞋帶絆倒。

鞋帶總系不緊，是自己的“打開方式”不對？還是鞋帶本身的問題呢？

1

活結與死結

一般來說，由于系鞋帶的方法不同，有些鞋帶的結的确更容易散開。

大部分人系鞋帶的結是所謂的平結（Square knot）：

步驟大概是這樣的：

來源｜Figgen

或者是縱結（Granny knot）：

來源｜Figgen

縱結也叫“祖母結”，與平結的打法基本類似，隻是在纏繞的方向上有所不同，比起平結更加牢固。

這些我們在生活中經常用到的結都有一個共同點，就是都包含下圖這樣一個結構，有點類似于動滑輪：

鞋帶的繩結具有和動滑輪類似的結構

來源｜搜狐

想必你已經發現，在這種結構中，兩根繩子其實并沒有緊密地糾纏在一起，它們還是獨立地兩根，可以發生相對運動，隻不過由于摩擦力的存在，二者之間要想發生相對運動并沒有那麼容易。也就是說我們常見的活結，其實都是靠摩力擦維系的。

然而，繩結不動狀态下的靜摩擦力是有限度的，如果你拉繩頭部分，且拉力大于最大靜摩擦時，繩子就會發生滑動，繩頭部分變長，繩圈部分縮小，最後繩結被完全解開。

其實，即使不主動去拉繩頭，在人走路的過程中鞋帶也會受到慣性力的作用，逐漸使繩結脫離。

這是因為我們在行走過程中速度會經常變化，而繩頭傾向于保持原有的運動狀态，站在繩頭的角度上看（以繩頭為參照物），就好像無形中有一股反方向的“力”在拉動着它，就像我們行走中衣服也會發生擺動一樣。這個就是我們常說的慣性力，其實是相對加速度造成的。

與前面介紹的活結相對的就是死結。對于單根繩子來說，最簡單的單結在拉緊後就形成了一個“死結”。

對于兩根繩子，我們可以将多個單結不斷重複，最後将兩端拉緊，也可以形成死結。

各種形式的繩結

來源｜百度

與依靠摩擦力維系的活結不同，在受力分析上，“死結”兩側的繩子因打結可以看作兩根獨立的繩子，因此不會互相影響。相比起活結“動滑輪式”的結構，死結被視為不可随繩子移動的節點，難以解開。

2

鞋帶：生命難以承受之重

加州大學伯克利分校的工程師Oliver O’ Reilly在教女兒系鞋帶時也發現了鞋帶總是松開的問題，于是他與幾位同事一起，用高速攝像機開展了一系列實驗。

實驗開始時，該研究的共同作者、研究生克裡斯汀·格雷格（Christine Gregg）先穿上一雙跑鞋，系緊鞋帶，然後在跑步機上慢跑，一名同事則負責拍下這一過程。

結果發現，腳在慢跑時砸中地面一刻産生的力可達人體自身重力的7倍。這一瞬間鞋帶末端受到沖擊所産生的加速度的數值高達重力加速度的7倍！

理論上，加速度越大，鞋帶末端自身受到的慣性力就越大（以鞋帶末端為參照），當這個力大于鞋帶之間的最大靜摩擦力時，滑動就會發生，使你原本系緊的鞋帶慢慢松開。

格雷格表示：“我隻需拉開鞋帶的兩條末端，便可解開鞋帶。而繩結松開的過程其實與此相同。隻不過使鞋帶松開的力不是拉力，而是腳落地時産生的力，以及腿部前後擺動産生的慣性。”

跑步時鞋帶末端受力

來源｜百度

3

不同的鞋帶也會有影響？

有時候我們會覺得某些鞋帶特别容易松開，是因為鞋帶的材質和形狀的确對繩結的牢固程度有一定的影響。

市面上的鞋帶主要有尼龍、滌綸、棉麻材質等，相對來說，表面粗糙的鞋帶打成結後受到的摩擦力更大，更不易散開。

比起材質，鞋帶的形狀對結的影響更大。扁的鞋帶在系成繩結後摩擦面積更大，比起圓柱形的鞋帶更不易松開。

因此，在挑選鞋帶時可以考慮表面粗糙，形狀扁平的，二者都有利于增加兩根鞋帶之間的最大靜摩擦力，使鞋帶更加牢固。

除了在摩擦力上費心思，慣性力也是我們要考慮的因素。

你可能已經發現，有些登山鞋為了美觀，會在鞋帶末端裝上金屬裝飾片，但這種設計其實往往會使鞋帶更容易松開，并不是很實用。

這是因為慣性力的大小除了和加速度有關，還與物體自身的質量有關。質量越大，它受到的慣性力相對就越大。因此，相比于沉重的金屬鞋帶頭，塑料頭的鞋帶更不容易松開。

鞋帶：有人扒拉我！

來源｜搜狐

4

換一種系法？

除了換鞋帶，我們是否有其他方式來對鞋帶進行改進呢？在這裡，小編就教大家幾種讓鞋帶系得更緊的方法。

第一種是在打蝴蝶結時，左右分别以鞋帶的雙股，在完成蝴蝶結時多繞半圈，這個繩結稱為伊安的鞋帶安全結。這個方法廣受許多山嶽鐵人賽與三鐵選手所喜愛，非常适合在登山鞋和跑鞋上使用。

注意看有兩道“箍”哦！

來源｜360個人圖書館

第二種方法就是在交叉鞋帶時再多繞一圈增加摩擦力，再進行後續的打結工作。雖然隻是簡單地多繞一圈，看來毫不起眼，但是這一圈所多增加的摩擦力卻是非常明顯的，一旦拉緊鞋帶之後就幾乎不會再移動。

左邊的鞋帶多繞了一圈

來源｜搜狐

如果作為“手殘黨”學不會特殊的系法，那就不妨換用質地更輕的鞋帶，把硬的圓鞋帶換成軟的扁鞋帶，讓繩圈和繩頭長度接近，平時走路時步伐更加穩重等等。當然，如果這些方法都不湊效，你還可以采取終極辦法——穿不需要系帶的鞋。

審核專家：羅會仟

中國科學院物理研究所副研究員

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