我相信大家在出门前都有过刚绑好的鞋带没走几步就散了的经历。
你以为是自己绑得不够紧，于是用了两倍的力气再次系好。然而不久后，你又一次差点被散开的鞋带绊倒。鞋带总系不紧，是自己的“打开方式”不对？还是鞋带本身的问题呢？
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活结与死结
一般来说，由于系鞋带的方法不同，有些鞋带的结的确更容易散开。
大部分人系鞋带的结是所谓的平结（Square knot）：
步骤大概是这样的：
来源｜Figgen
或者是纵结（Granny knot）：
来源｜Figgen
纵结也叫“祖母结”，与平结的打法基本类似，只是在缠绕的方向上有所不同，比起平结更加牢固。
这些我们在生活中经常用到的结都有一个共同点，就是都包含下图这样一个结构，有点类似于动滑轮：
鞋带的绳结具有和动滑轮类似的结构
来源｜搜狐
想必你已经发现，在这种结构中，两根绳子其实并没有紧密地纠缠在一起，它们还是独立地两根，可以发生相对运动，只不过由于摩擦力的存在，二者之间要想发生相对运动并没有那么容易。也就是说我们常见的活结，其实都是靠摩力擦维系的。
然而，绳结不动状态下的静摩擦力是有限度的，如果你拉绳头部分，且拉力大于最大静摩擦时，绳子就会发生滑动，绳头部分变长，绳圈部分缩小，最后绳结被完全解开。
其实，即使不主动去拉绳头，在人走路的过程中鞋带也会受到惯性力的作用，逐渐使绳结脱离。
这是因为我们在行走过程中速度会经常变化，而绳头倾向于保持原有的运动状态，站在绳头的角度上看（以绳头为参照物），就好像无形中有一股反方向的“力”在拉动着它，就像我们行走中衣服也会发生摆动一样。这个就是我们常说的惯性力，其实是相对加速度造成的。
与前面介绍的活结相对的就是死结。对于单根绳子来说，最简单的单结在拉紧后就形成了一个“死结”。
对于两根绳子，我们可以将多个单结不断重复，最后将两端拉紧，也可以形成死结。
各种形式的绳结
来源｜百度
与依靠摩擦力维系的活结不同，在受力分析上，“死结”两侧的绳子因打结可以看作两根独立的绳子，因此不会互相影响。相比起活结“动滑轮式”的结构，死结被视为不可随绳子移动的节点，难以解开。
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鞋带：生命难以承受之重
加州大学伯克利分校的工程师Oliver O’ Reilly在教女儿系鞋带时也发现了鞋带总是松开的问题，于是他与几位同事一起，用高速摄像机开展了一系列实验。
实验开始时，该研究的共同作者、研究生克里斯汀·格雷格（Christine Gregg）先穿上一双跑鞋，系紧鞋带，然后在跑步机上慢跑，一名同事则负责拍下这一过程。
结果发现，脚在慢跑时砸中地面一刻产生的力可达人体自身重力的7倍。这一瞬间鞋带末端受到冲击所产生的加速度的数值高达重力加速度的7倍！
理论上，加速度越大，鞋带末端自身受到的惯性力就越大（以鞋带末端为参照），当这个力大于鞋带之间的最大静摩擦力时，滑动就会发生，使你原本系紧的鞋带慢慢松开。
格雷格表示：“我只需拉开鞋带的两条末端，便可解开鞋带。而绳结松开的过程其实与此相同。只不过使鞋带松开的力不是拉力，而是脚落地时产生的力，以及腿部前后摆动产生的惯性。”
跑步时鞋带末端受力
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不同的鞋带也会有影响？
有时候我们会觉得某些鞋带特别容易松开，是因为鞋带的材质和形状的确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、棉麻材质等，相对来说，表面粗糙的鞋带打成结后受到的摩擦力更大，更不易散开。
比起材质，鞋带的形状对结的影响更大。扁的鞋带在系成绳结后摩擦面积更大，比起圆柱形的鞋带更不易松开。
因此，在挑选鞋带时可以考虑表面粗糙，形状扁平的，二者都有利于增加两根鞋带之间的最大静摩擦力，使鞋带更加牢固。
除了在摩擦力上费心思，惯性力也是我们要考虑的因素。
你可能已经发现，有些登山鞋为了美观，会在鞋带末端装上金属装饰片，但这种设计其实往往会使鞋带更容易松开，并不是很实用。
这是因为惯性力的大小除了和加速度有关，还与物体自身的质量有关。质量越大，它受到的惯性力相对就越大。因此，相比于沉重的金属鞋带头，塑料头的鞋带更不容易松开。
鞋带：有人扒拉我！
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换一种系法？
除了换鞋带，我们是否有其他方式来对鞋带进行改进呢？在这里，小编就教大家几种让鞋带系得更紧的方法。
第一种是在打蝴蝶结时，左右分别以鞋带的双股，在完成蝴蝶结时多绕半圈，这个绳结称为伊安的鞋带安全结。这个方法广受许多山岳铁人赛与三铁选手所喜爱，非常适合在登山鞋和跑鞋上使用。
注意看有两道“箍”哦！
来源｜360个人图书馆
第二种方法就是在交叉鞋带时再多绕一圈增加摩擦力，再进行后续的打结工作。虽然只是简单地多绕一圈，看来毫不起眼，但是这一圈所多增加的摩擦力却是非常明显的，一旦拉紧鞋带之后就几乎不会再移动。
左边的鞋带多绕了一圈
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如果作为“手残党”学不会特殊的系法，那就不妨换用质地更轻的鞋带，把硬的圆鞋带换成软的扁鞋带，让绳圈和绳头长度接近，平时走路时步伐更加稳重等等。当然，如果这些方法都不凑效，你还可以采取终极办法——穿不需要系带的鞋。
审核专家：罗会仟
中国科学院物理研究所副研究员
