跑步過程中鞋帶突然散開了會很危險。來自美國加州大學伯克利分校的機械工程學家O'Reilly,在為女兒系了無數次鞋帶之后不禁思考起來:為什么系得好好的鞋帶,忽然間就散開了呢?
O'Reilly通過實驗解開了其中的奧秘。他的研究結果已發表在英國皇家學會學報上,詳細闡述了鞋帶在運動中的受力情況,并分析了各種可能導致鞋帶散開的情景。
實驗中,研究人員對在跑步機上不停跑動的運動員進行攝像。起初,研究人員猜測,鞋帶系成的結應該是在運動過程中一點點松開的。通過慢鏡頭回看,O'Reilly卻驚奇地發現鞋帶幾乎是在一兩步間就突然散開了!
這和我們平常的判斷不太一樣。為了搞清楚原因,O'Reilly在運動員穿的鞋的鞋舌上放置了一個加速計,用于測量鞋帶在運動過程中的受力情況。結果發現,在我們正常運動時,鞋帶受到的聯合沖擊加速度達到了7個G!
7個G是什么概念?航天員楊利偉乘返回艙進入地球大氣層的時候也就這個加速度了。
通過觀察,研究人員發現鞋帶是這樣松的:跑步時,腳步著地時產生7個G的加速度,使得鞋帶末端抻拉,繩結變松;此時,擺動的腿部又給了鞋帶末端慣性力,就好像用雙手解開繩結一般;幾乎是在慣性力作用的瞬間,繩結散開。
研究人員還通過實驗證實了,僅僅通過跺腳(上下移動),或者擺動腿部(前后移動),是不足以使鞋帶散開的。必須要綜合這兩種作用力,使鞋帶末端的方向發生改變,才能瞬間解開繩結。……