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篮球鞋为何会发出吱吱声? 与龙虾小提琴地震有关

篮球场是一个充斥着各种声响的场所,包括篮球撞击地板的闷响、裁判尖利的哨音、教练员的咆哮、观众的欢呼声……除此之外,还包括另一种声音,这就是球鞋在地板上摩擦的吱吱声。这种声音究竟是从何而来的呢?

也许每个粗通物理常识的人都会回答:球鞋在地板上发出声音是因为受到了摩擦。但是为什么摩擦就会发出这样的声音呢?这就需要一番科学探究了,令大多数人意想不到的是,这件事还与龙虾、小提琴和地震有关联。

据美国杜克大学生物学家西拉-帕特克研究发现,一种名叫断沟龙虾的物种有个天赋技能。当它在试图吓退天敌时,会用自己触须根部光滑而有弹性的凸起与自己头部光滑且坚硬的甲壳摩擦,发出巨大的声响。这种现象可称为之粘滑现象:当两个相对光滑或平坦的物体表面相接触,在应力的作用下发生“滑动 - 粘结 - 滑动”的循环往复现象,整个过程会产生震动并往往伴有声音。

粘滑现象可用来解释生活中的多种现象,比如为什么刹车时会产生异响,小提琴手用琴弓在琴弦上轻轻一拉即可制造出美妙的音乐。篮球鞋在地板上摩擦也是因为这样才发出了吱吱的声响。球鞋与地板之间摩擦发声的这种粘滑运动,甚至与地震的发震原理很相似,都是通过“滑动 - 锁闭 - 再滑动” 的相对运动,在滑动的过程中所产生的震动。

篮球鞋为何会发出吱吱声? 与龙虾小提琴地震有关

研究表明,篮球场上的粘滑运动,一般发生在球员脚刚落地或发力启动的瞬间。对于篮球鞋来说,它的抓地力必须设计得恰到好处——如果抓地力过强,穿着者的技术动作会变得不协调;如果抓地力不足,又会增加滑倒的风险。因此,优秀球鞋设计厂商总是将这种摩擦声视为球鞋抓地力达到平衡的最佳信号。

振动实验的结果告诉我们,制造声音的根本方法是压缩空气。而我们常见的篮球鞋的鞋底,总是分布着各种纹路,从而在鞋底构成了大量微小的空隙,空气因此很容易被压缩,从而产生了声波。

篮球鞋为何会发出吱吱声? 与龙虾小提琴地震有关

球鞋与地板间摩擦所制造出的声音音频,接近于人类的听觉上限,甚至被球馆所使用的硬木地板,放大了这一效果。因此在没有杂音干扰的前提下,球馆里便可以听到摩擦所发出和吱吱声,成为了观战球迷们所最为熟悉的旋律。

注:资料来源于自《纽约时报》的一文,原文作者为John Branch。

作者:阿勇

(责任编辑:乔元雷_NS1098)

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