崖子

①平時(shí)在走路、跑步等運(yùn)動(dòng)時(shí)，鞋帶跟著腿腳不?；蝿?dòng)，時(shí)間一長就會(huì)漸漸松開?；蛟S你從未在意，這是一件司空見慣的小事，可是科學(xué)家卻不這么看。

科學(xué)家盯上了鞋帶打結(jié)

②鞋帶打結(jié)，只是生產(chǎn)生活中“結(jié)”的其中一種形式。除了系鞋帶之外，手術(shù)后在傷口上縫線要用結(jié)，建筑工地上使用的鋼纜也是結(jié)，電線里面數(shù)根銅線也以結(jié)的形式延伸，甚至我們的生命密碼——DNA本身就是一條纏繞的結(jié)……

③在大自然、人類社會(huì)里，結(jié)到處都有，它把兩種、三種，甚至多種東西纏繞在一起，并且緊緊連接起來。如果不解開它，就根本不了解它到底是怎么形成的。于是，最常見的鞋帶打結(jié)就成了科學(xué)家重點(diǎn)研究的對象。

④美國加州大學(xué)伯克利分校有一位機(jī)械工程師對打結(jié)十分好奇，并進(jìn)行了深入的研究。他發(fā)現(xiàn)鞋帶打結(jié)基本上只有兩種方法，一種較結(jié)實(shí)，另一種較弱。較弱的打結(jié)法俗稱為“奶奶結(jié)”（又稱活結(jié)），一手執(zhí)一端，拿起鞋帶兩端，先把兩端交叉成十字，右端在上左端在下，再把右端沿左鞋帶繞一圈，并拉上來;然后雙手再各執(zhí)一端，成十字交叉，左端在上，右端在下;最后把左端往下折，拉住左端從交叉點(diǎn)到末端的中間，從右鞋帶下面掏出來，并系住。

⑤較結(jié)實(shí)的打結(jié)方法被稱為“平方結(jié)”（又稱死結(jié)），差別在于當(dāng)鞋帶兩端第二次成十字交叉時(shí)，不再拉住左端從交叉點(diǎn)到末端的中間，而是拉住末端，從右鞋帶下面掏出來，并系緊。

⑥生活中，這兩種方法也很常見，但是它們所隱含的力學(xué)原理卻沒那么簡單。

撞擊力與拉扯力的相互作用

⑦研究人員好奇為什么鞋帶的活結(jié)很容易松開？要弄清楚這個(gè)問題，必須從解結(jié)的過程上入手。研究人員找到志愿者，將傳感器綁到他的鞋上，并附著在鞋帶結(jié)上。這樣，每當(dāng)志愿者走路、跑步時(shí)，鞋帶結(jié)所承受的力就會(huì)被檢測出來并記錄下來。同時(shí)，研究人員還把同樣的結(jié)和傳感器綁在胳膊上，并使胳膊不停地?cái)[動(dòng)（相當(dāng)于腿的擺動(dòng)），從而分析結(jié)的受力情況。這些都用視頻記錄了下來。

⑧通過視頻的慢動(dòng)作回放，研究人員發(fā)現(xiàn)，跑步時(shí)平方結(jié)一般不會(huì)松開;“奶奶結(jié)”剛開始比較結(jié)實(shí)，但后來當(dāng)它出現(xiàn)一點(diǎn)松動(dòng)時(shí)，再跑不到兩步，就會(huì)徹底松開。而且，當(dāng)志愿者的腿僅僅來回?cái)[動(dòng)時(shí)，“奶奶結(jié)”不會(huì)松開;當(dāng)他的腳僅僅在地上不斷踩踏時(shí)，“奶奶結(jié)”也不會(huì)松開。

⑨研究人員推測，“奶奶結(jié)”之所以松開，肯定與擺動(dòng)和踩踏之間的某些相互作用力有關(guān)。這個(gè)猜測很快得到了證實(shí)，傳感器顯示，跑步過程中腳踩踏地面時(shí)產(chǎn)生的撞擊力非常大，正是這種力量使結(jié)慢慢變形，乃至松開。

⑩腿來回?cái)[動(dòng)時(shí)，鞋帶打結(jié)后露出的兩端會(huì)隨之而不斷晃動(dòng)，圍繞著結(jié)而相互抽打。這會(huì)產(chǎn)生一股力，拉扯鞋帶兩端，就相當(dāng)于人們解鞋帶時(shí)的拉扯力。另一方面，腳不斷踩踏地面時(shí)，鞋帶結(jié)的兩端所受的撞擊力增加，于是當(dāng)擺動(dòng)帶來的拉扯力與撞擊力疊加，這股新的力就會(huì)對鞋帶產(chǎn)生更大的拉扯力。正是這股新的拉扯力，使鞋帶結(jié)慢慢滑動(dòng)，逐漸松動(dòng)，最終徹底松開。

（選自《大科技·百科新說》，有刪改）

【閱讀訓(xùn)練】

1.文章使用了哪種說明順序？

2.文章第④段畫線句子運(yùn)用了哪種說明方法？其作用是什么？

3.文章第⑧段加點(diǎn)詞語能否刪去？為什么？

4.文章介紹了哪幾種鞋帶打結(jié)的方式？活結(jié)容易松開的原因是什么？