奧運(yùn)隨想：運(yùn)動(dòng)鞋底的秘密

林子淵

（青島市第二中學(xué)，山東 青島266000）

奧運(yùn)隨想：運(yùn)動(dòng)鞋底的秘密

林子淵

（青島市第二中學(xué)，山東 青島266000）

目的：研究不同幾何圖形花紋粗糙度對(duì)鞋底止滑性的影響；方法：對(duì)比試驗(yàn)法；結(jié)果：?jiǎn)挝幻娣e相同的多邊形的鞋底花紋具有在干、濕、油、油水環(huán)境下比五邊形、水波紋具有更好的防滑特性；結(jié)論：多邊形的幾何圖形可以增加鞋底花紋的粗糙度從而提高鞋底的止滑性。

鞋底止滑性；多邊形鞋底；五邊形鞋底；水波紋鞋底

里約奧運(yùn)會(huì)的舉行，牽動(dòng)了全世界人的目光。在賽場(chǎng)上，經(jīng)常看到有運(yùn)動(dòng)員滑倒的情況發(fā)生，這不僅影響比賽成績(jī)，也會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體造成傷害。在生活中也是如此。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各行業(yè)中，因?yàn)榛苟斐傻娜松韨κ鹿?，占到總事故量?0%左右。因此，我嘗試著對(duì)不同幾何圖形花紋粗糙度對(duì)鞋底止滑性的影響進(jìn)行了小探究。

1 實(shí)驗(yàn)原理及器具準(zhǔn)備

選用四塊材料完全相同的木質(zhì)地板料，作為地面模具，選用基礎(chǔ)的鞋底橡膠配方，作為鞋底模具，通過(guò)測(cè)定單位面積的不同幾何圖形的橡膠底花紋在不同環(huán)境地板上的摩擦力，從而判斷通過(guò)不同的幾何圖形增加鞋底花紋粗糙度對(duì)鞋止滑性的影響。

將四塊地板清洗干凈，烘干。一塊做為干燥環(huán)境試驗(yàn)用。第二塊地板滴上10滴水，均勻涂開(kāi)，做為濕潤(rùn)環(huán)境試驗(yàn)用。第三塊地板滴上10滴油，均勻涂開(kāi)，做為油環(huán)境試驗(yàn)用。第四塊地板滴上10滴油和10滴水，均勻涂開(kāi)，做為油水混合環(huán)境試驗(yàn)用。以天然橡膠混煉料模壓出單位面積中相同面積的三種鞋底花紋，分別是水波紋、五邊形、多邊形，各取四塊試片作為鞋底模具，分別編號(hào)為1-1、1-2、1-3、1-4；2-1、2-2、2-3、2-4；3-1、3-2、3-3、3-4。準(zhǔn)備好相關(guān)實(shí)驗(yàn)器具：推拉計(jì)、砝碼、量筒、滴管、剪刀、橄欖油、水。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

將地板固定于試驗(yàn)臺(tái)面上，用雙面膠將鞋底試片1-1號(hào)居中貼合在5400克的砝碼上。將固定好的砝碼試片，花紋面壓在固定好的瓷磚上，將留點(diǎn)推拉計(jì)與砝碼連接。

均勻用力地水平拉動(dòng)留點(diǎn)推拉計(jì)，直至與連接試片的砝碼開(kāi)始移動(dòng)，此時(shí)推拉計(jì)指針會(huì)固定在一個(gè)數(shù)值上，并讀取該數(shù)值。換用第二、三、四塊瓷磚進(jìn)行鞋底試片拉動(dòng)的試驗(yàn)，重復(fù)上兩步讀取數(shù)值。清潔實(shí)驗(yàn)用的地板，按實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備步驟再次準(zhǔn)備好試驗(yàn)用四種環(huán)境地板。選取五邊形的鞋底試片2號(hào)4塊及水波紋的鞋底試片3號(hào)4塊，重復(fù)上述步驟。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表

（1）三種鞋底花紋橡膠試片的摩擦力在不同的環(huán)境中均呈現(xiàn)出：干燥環(huán)境數(shù)值＞濕潤(rùn)環(huán)境數(shù)值＞油環(huán)境數(shù)值＞油水環(huán)境數(shù)值

分析：環(huán)境決定摩擦系數(shù)的大小，與摩擦力成正比的關(guān)系。

（2）在干燥、濕潤(rùn)、油、油水四種環(huán)境中的三種幾何圖形花紋的底片的摩擦力均呈現(xiàn)出：多邊形數(shù)值＞五邊形數(shù)值＞水波紋數(shù)值

分析：摩擦力＝壓力*摩擦系數(shù)，而摩擦系數(shù)與物體表面的粗糙程度有關(guān)，越粗糙，摩擦系數(shù)越大。單位面積相同的不同幾何圖形可以增加的花紋的粗糙程度，從而增大了摩擦系數(shù)，增大了摩擦力，提高了鞋底止滑性。

結(jié)果：拉動(dòng)砝碼的最大力是物體產(chǎn)生的摩擦力，摩擦力越大代表著試片的防滑性能越好，通過(guò)數(shù)據(jù)分析：?jiǎn)挝幻娣e相同的多邊形的鞋底花紋具有在干、濕、油、油水環(huán)境下比五邊形、水波紋具有更好的防滑特性。

4 結(jié)論

（1）摩擦力=壓力*摩擦系數(shù)

（2）多邊形的幾何圖形可以增加鞋底花紋的粗糙度從而提高鞋底的止滑性。

5 結(jié)語(yǔ)

在今天，體育是什么？奧運(yùn)會(huì)給出了一個(gè)答案。體育是國(guó)家綜合實(shí)力的象征。經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平已成為決定國(guó)家體育水平的重要因素。先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)裝備、發(fā)達(dá)的醫(yī)療手段，不僅能最大限度地挖掘運(yùn)動(dòng)員的潛能，保持運(yùn)動(dòng)員的狀態(tài)，也直接推動(dòng)了日常生活的進(jìn)步。希望這個(gè)小研究對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋的制作和生活用鞋的選擇能有所幫助。

［責(zé)任編輯：李書(shū)培］