相信大家都有这样的经历:刚出门前系好的鞋带没走几步就散了。你觉得自己绑的不够紧，就用了两倍的力气重新绑了一遍。然而不久之后，你又差点被松掉的鞋带绊倒。
鞋带总是系得很松。是自己的“打开方式”错了吗？还是鞋带本身的问题？
一个
活结和死结
一般来说，由于鞋带的打结方式不同，有些鞋带的结确实更容易解开。
大多数人用所谓的平结系鞋带:
步骤大致是这样的:
来源| |Figgen
或者一个纵向结(奶奶结):
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纵结也叫“祖母结”，基本上类似于平结，只是缠绕方向不同，比平结更结实。
我们生活中经常用到的这些绳结都有一个共同点，那就是它们都含有以下结构，有点类似于动滑轮:
鞋带的结和动滑轮的结有相似的结构。
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你一定发现了，在这个结构中，两根绳子并没有紧密的缠绕在一起，而是独立的，可以相对移动。但是由于摩擦力的存在，两根绳子相对运动就不那么容易了。也就是说，我们常见的活结，其实是靠摩擦力维持的。
然而，当结静止时，静摩擦力是有极限的。如果拉绳头，拉力大于最大静摩擦力，绳子就会滑动，绳头变长，绳圈收缩，最后绳结完全解开。
其实，即使不主动拉绳头，鞋带在人行走过程中也会受到惯性力的影响，绳结会逐渐脱离。
这是因为我们行走的速度经常变化，绳头往往会保持原来的运动状态。当我们从绳头的角度(以绳头为参照物)看的时候，似乎有一种无形的“力”在往相反的方向拉，就像我们走路的时候衣服会摆动一样。这个惯性力，我们常说的惯性力，其实是相对加速度引起的。
前面介绍的活结的反面是活结。对于单绳来说，最简单的单结，拉紧后形成“死结”。
对于两根绳子，我们可以重复多次单结，最后两端拉紧，或者形成死结。
各种形式的结
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与靠摩擦力维持的活结不同，在受力分析中，“活结”两边的绳子因为打结可以看成是两条独立的绳子，所以不会互相影响。与活结的“动滑轮”结构相比，活结被视为一个不能随绳子移动、难以解开的节点。
2
鞋带:生命中不可承受之重
加州大学伯克利分校的工程师奥利弗·奥莱利(Oliver O\’ Reilly)在教女儿系鞋带时也发现了鞋带总是松的问题，于是他和几个同事用高速摄像机进行了一系列实验。
实验开始时，研究生、该研究的合著者克里斯汀·格雷格(Christine Gregg)穿上一双跑鞋，系上鞋带，然后在跑步机上慢跑。一个同事负责拍摄过程。
这样一来，慢跑时脚着地时产生的力可以达到人体重力的7倍。此时此刻，鞋带末端受到的冲击所产生的加速度高达重力加速度的7倍！
理论上加速度越大，鞋带本身末端受到的惯性力越大(以鞋带末端为参考)。当这个力大于鞋带之间的最大静摩擦力时，就会发生滑动，使你原本系好的鞋带慢慢松开。
格雷格说:“我只需要打开鞋带的两头就可以解开了。结松的过程其实也是一样的。但松开鞋带的力不是拉力，而是脚落地时产生的力，以及来回摆动腿产生的惯性。”
跑步时鞋带末端受力。
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三
鞋带不同也会有影响？
有时候我们会觉得有些鞋带特别容易松，因为鞋带的材质和形状确实对绳结的牢固程度有一定的影响。
市面上的鞋带主要有尼龙、涤纶、棉麻等材质。相对而言，表面粗糙的鞋带在打结后受到的摩擦力更大，更难散开。
与材质相比，鞋带的形状对打结的影响更大。扁形鞋带打结后摩擦面积更大，比圆柱形鞋带更难松开。
因此，在选择鞋带时可以考虑表面粗糙和形状扁平，这两种情况都有利于增加两根鞋带之间的最大静摩擦力，使其更加牢固。
除了关注摩擦力，惯性力也是我们要考虑的一个因素。
你可能已经发现，有些登山鞋为了美观，会在鞋带两端装上金属装饰件，但这种设计其实倾向于让鞋带更容易松开，不太实用。
这是因为惯性力的大小不仅与加速度有关，还与物体本身的质量有关。质量越大，受到的惯性力越大。因此，与重金属鞋头相比，塑料鞋头的鞋带更不容易松脱。
鞋带:有人拉我！
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四
另一个系统？
除了换鞋带，还有其他方法可以改善鞋带吗？在这里，边肖教你几种把鞋带系得更紧的方法。
第一种是用左右两股鞋带系住蝴蝶结，蝴蝶结系好后做半圈。这个结叫做伊恩的鞋带安全结。这种方法被很多山地铁人和三铁运动员广泛喜爱，非常适合做登山鞋和跑鞋。
看这两个铁环！
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第二种方法是多交叉一次鞋带增加摩擦力，然后做后续的打结工作。虽然简单的多做一圈看似不起眼，但是这一圈增加的摩擦力是非常明显的，鞋带一旦系紧就几乎不会再动了。
左边的鞋带又扭了一下。
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如果作为“手残党”学不到特殊的系法，不妨换成较轻的鞋带，把硬的圆鞋带换成软的扁鞋带，这样绳圈和绳头的长度接近，平时走路更稳。当然，如果这些方法都不管用，你还可以采取终极措施——穿不需要系带的鞋子。
审计专家:罗
中国科学院物理研究所副研究员