奥运随想：运动鞋底的秘密

林子渊

（青岛市第二中学，山东 青岛266000）

奥运随想：运动鞋底的秘密

林子渊

（青岛市第二中学，山东 青岛266000）

目的：研究不同几何图形花纹粗糙度对鞋底止滑性的影响；方法：对比试验法；结果：单位面积相同的多边形的鞋底花纹具有在干、湿、油、油水环境下比五边形、水波纹具有更好的防滑特性；结论：多边形的几何图形可以增加鞋底花纹的粗糙度从而提高鞋底的止滑性。

鞋底止滑性；多边形鞋底；五边形鞋底；水波纹鞋底

里约奥运会的举行，牵动了全世界人的目光。在赛场上，经常看到有运动员滑倒的情况发生，这不仅影响比赛成绩，也会对运动员身体造成伤害。在生活中也是如此。据统计，在各行业中，因为滑倒而造成的人身伤害事故，占到总事故量的20%左右。因此，我尝试着对不同几何图形花纹粗糙度对鞋底止滑性的影响进行了小探究。

1 实验原理及器具准备

选用四块材料完全相同的木质地板料，作为地面模具，选用基础的鞋底橡胶配方，作为鞋底模具，通过测定单位面积的不同几何图形的橡胶底花纹在不同环境地板上的摩擦力，从而判断通过不同的几何图形增加鞋底花纹粗糙度对鞋止滑性的影响。

将四块地板清洗干净，烘干。一块做为干燥环境试验用。第二块地板滴上10滴水，均匀涂开，做为湿润环境试验用。第三块地板滴上10滴油，均匀涂开，做为油环境试验用。第四块地板滴上10滴油和10滴水，均匀涂开，做为油水混合环境试验用。以天然橡胶混炼料模压出单位面积中相同面积的三种鞋底花纹，分别是水波纹、五边形、多边形，各取四块试片作为鞋底模具，分别编号为1-1、1-2、1-3、1-4；2-1、2-2、2-3、2-4；3-1、3-2、3-3、3-4。准备好相关实验器具：推拉计、砝码、量筒、滴管、剪刀、橄榄油、水。

2 实验过程

将地板固定于试验台面上，用双面胶将鞋底试片1-1号居中贴合在5400克的砝码上。将固定好的砝码试片，花纹面压在固定好的瓷砖上，将留点推拉计与砝码连接。

均匀用力地水平拉动留点推拉计，直至与连接试片的砝码开始移动，此时推拉计指针会固定在一个数值上，并读取该数值。换用第二、三、四块瓷砖进行鞋底试片拉动的试验，重复上两步读取数值。清洁实验用的地板，按实验准备步骤再次准备好试验用四种环境地板。选取五边形的鞋底试片2号4块及水波纹的鞋底试片3号4块，重复上述步骤。

3 实验结果及分析

表1 实验数据列表

（1）三种鞋底花纹橡胶试片的摩擦力在不同的环境中均呈现出：干燥环境数值＞湿润环境数值＞油环境数值＞油水环境数值

分析：环境决定摩擦系数的大小，与摩擦力成正比的关系。

（2）在干燥、湿润、油、油水四种环境中的三种几何图形花纹的底片的摩擦力均呈现出：多边形数值＞五边形数值＞水波纹数值

分析：摩擦力＝压力*摩擦系数，而摩擦系数与物体表面的粗糙程度有关，越粗糙，摩擦系数越大。单位面积相同的不同几何图形可以增加的花纹的粗糙程度，从而增大了摩擦系数，增大了摩擦力，提高了鞋底止滑性。

结果：拉动砝码的最大力是物体产生的摩擦力，摩擦力越大代表着试片的防滑性能越好，通过数据分析：单位面积相同的多边形的鞋底花纹具有在干、湿、油、油水环境下比五边形、水波纹具有更好的防滑特性。

4 结论

（1）摩擦力=压力*摩擦系数

（2）多边形的几何图形可以增加鞋底花纹的粗糙度从而提高鞋底的止滑性。

5 结语

在今天，体育是什么？奥运会给出了一个答案。体育是国家综合实力的象征。经济实力和科技水平已成为决定国家体育水平的重要因素。先进的运动装备、发达的医疗手段，不仅能最大限度地挖掘运动员的潜能，保持运动员的状态，也直接推动了日常生活的进步。希望这个小研究对运动鞋的制作和生活用鞋的选择能有所帮助。

［责任编辑：李书培］