理论教育 摩擦力成因与网球鞋和马拉松鞋的要求分析

摩擦力成因与网球鞋和马拉松鞋的要求分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:马拉松鞋最大特点是轻便,且鞋底柔软富于弹性,这决定了马拉松鞋的专用性很强,除了跑步外,各种球类运动都不建议用马拉松鞋。一则容易使马拉松鞋坏得很快,二是马拉松鞋不能提供各种运动所需要的全面保护,爬山等户外运动更是不推荐马拉松鞋。马拉松鞋是长跑用的,所以特别轻,鞋底软,有些鞋面还是镂空的。爬山的时候,道路崎岖难走,坑坑洼洼,石头多,有时候还要爬岩石,马拉松鞋的强度是肯定受不了的,而且不保暖,不防水。

摩擦力成因与网球鞋和马拉松鞋的要求分析

摩擦力来源于两个接触表面之间相互的力学作用。一个固体表面,用肉眼看是光滑的,但放大来看却是凹凸不平,好像布满千峰万谷。车床上车制的金属表面,峰高可达5微米,经过仔细研磨,峰高可减至0.1微米,但相对于原子尺度仍然是很大的。所以两个物体接触时,真正接触的只是表面上的峰点。在这些真正的接触区域内,两个接触表面(图中的ΔAr)的原子非常接近,原子间有强烈的相互作用力。这些真正接触的区域称为粘结点。上图表示表面间的接触和粘结点的形成情形。在其他区域,两个表面的原子之间距离较大,从几十到几百个纳米。这些相距较远的表面原子之间也有弱相互作用力,但可忽略不计。黏结点面积之和是真正的接触面积Ar,它比表观接触面积A小得多。

防滑性能好的鞋底应该具有防止纵向、侧向滑移的性能,从图4-8中可以看出,设计AB方向花纹时,可以抗CD方向的滑移;反之,设计CD方向花纹,可以抗AB方向的滑移。因此,理想的花纹设计是同时防止AB和CD方向的滑移。

可是静摩擦大小的影响现在还不是很清楚,但有资料显示,静摩擦系数值比动摩擦系数大得越多,滑跌几率越大,止滑性能越差。

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图4-8 花纹移动走向

网球运动日益受到人们喜爱。网球比赛的运动量很大,要符合专业运动鞋的技术要求和基本特点。另外,足球鞋和羽毛球鞋也有各自适合的运动特点的地方,应该根据相应的运动来选择合适的运动鞋。如进行深一步探讨,可以将其利用到网球运动的实践中去,有实际应用意义。网球运动是一项需要双脚四面八方快速移动的运动,而且前脚掌的运动频率特别高,所以网球鞋的设计重点会着重在双脚两侧的固定效果以及前脚掌尖底部的耐磨程度,而鞋后跟则较少特殊设计。以此来适应网球运动需要的快速启动、不断变向以及较长时间和距离的跑动。这样的鞋子如果穿来当休闲鞋走路的话,特别耐穿。因为网球要经常进行各个方向的冲刺跑,所以网球鞋一般都要有很好的缓冲力和弹性,为了防止扭伤脚踝,鞋帮要低一些。

马拉松鞋最大特点是轻便,且鞋底柔软富于弹性,这决定了马拉松鞋的专用性很强,除了跑步外,各种球类运动都不建议用马拉松鞋。一则容易使马拉松鞋坏得很快,二是马拉松鞋不能提供各种运动所需要的全面保护,爬山户外运动更是不推荐马拉松鞋。马拉松鞋是长跑用的,所以特别轻,鞋底软,有些鞋面还是镂空的。爬山的时候,道路崎岖难走,坑坑洼洼,石头多,有时候还要爬岩石,马拉松鞋的强度是肯定受不了的,而且不保暖,不防水。不过马拉松鞋也比较防滑,如果不走山路,走石板路马拉松鞋还是很好的。跑鞋要穿着轻盈舒服并能耐久一些。

合适的鞋底将依据运动学、运动物理学、人体工程学的原理,以人为本,可以帮助穿着者最大限度地发挥各自的运动潜能,但因为鞋和地面间的摩擦力过强会对膝和踝产生过度的压力,而太小的摩擦力会影响运动员的表现及造成运动员滑倒。普通运动员允许轻微的滑动,可使用抓着力较小的鞋底,但优秀的运动员则喜欢更大的摩擦力(抓着力更强的鞋底),避免运动过程中滑倒,并能有效地利用地面对身体产生的推动力。鞋底摩擦力大,可避免滑倒,并能有效地制动和起跳,但摩擦力太大,又会影响脚的灵活性,产生疲劳造成下肢运动伤害。因此鞋底的摩擦力应控制在一个适宜的范围内。

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