趣味物理学:续篇
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7.怎样打结才能系得牢

毫无疑问,在日常生活中,我们经常因为欧拉的公式而获得好处。举个例子,打结大家都知道,就是将一条绳子的一端当作桩,然后在它的上面缠上绳子的剩余部分。打结的样式多种多样,比如,普通的结,例如水手结、纽带结以及蝴蝶结等,它们的结构坚固,因为摩擦力起到了关键的作用。将绳子打结和在前一节里描述的在桩子上缠绕缆绳的道理如出一辙,就是增强摩擦力。任何结都会有一些匝,我们观察到这一点后,就会得出这样的结论:随着匝和转角的数量增多,结也随着系得更牢。

缝衣服的师傅刻意将这样的原理运用在钉纽扣上。他们先把线绕上数圈,然后将它拉断,如此一来,我们只要保证线足够结实,钉上的纽扣就不会轻易掉下来。想要解释这种现象,我们必须引出一个法则,我们在之前提到过这样的例子:线的匝数呈现算术级数的增长,相对的,纽扣的稳固程度的增长却是几何级数的。

倘若它们之间不存在摩擦,那么就连纽扣也派不上用场了,因为在纽扣的重力作用下,线会不可避免地出现脱落的现象,所以,纽扣的下落也是理所当然的。