靴ひもは、なぜ歩いているうちに勝手にほどけるの？
― 結び目は少しずつではなく、数歩で一気にくずれます

靴ひもがほどけるのは、結びが下手だからとは限りません。歩くたびに、結び目は「上から叩かれる」のと「横から引っぱられる」のを同時に受けています。この2つがそろうと、何百歩も耐えていた結び目が、ある瞬間からわずか数歩でほどけてしまいます。

ほどける理由は2つだけ

大事なのは、どちらか一方だけではほどけにくいことです。叩かれてゆるんだ瞬間に、横から引っぱられる。この組み合わせが、一歩ごとにくり返されています。

結び目は、一歩ごとに「叩かれて」いる

この現象を本気で調べた研究者たちがいます。2017年、アメリカのカリフォルニア大学バークレー校の研究チームが、ルームランナーで走る人の靴ひもを高速カメラで撮影しました。

測ってみると、着地の瞬間に結び目が受ける衝撃は、重力のおよそ7倍に達していたと報告されています。

図1の左を見てください。上からの矢印①が、この着地の衝撃です。結び目はつぶれて、すぐ元に戻ります。そのたびに、ひもとひものあいだを押さえつけていた力が、ほんの一瞬だけゆるみます。

図1の右側では、つまみで衝撃の大きさを変えられます。ひもの端の重さを2グラムと仮定すると、走ったときの衝撃では、端は14グラム分の力で引っぱられることになります。

振り出す足が、ひもを少しずつ引き出す

もう一つの力は、足を前へ振り出すときに生まれます。足が前に加速して止まるたび、ぶら下がった端と輪は、とり残されるように外へ振られます。水の入ったバケツを振り回すと、水が外へ押しつけられるのと同じ理屈です。

研究チームは、ここで面白い比べ方をしました。椅子に座って足だけをぶらぶら振っても、ひもはなかなかほどけませんでした。その場で足踏みするだけでも、やはりほどけにくかったのです。

叩かれてゆるんだ一瞬に、端が引かれる。そのとき、ひもはほんの少しだけ結び目からすべり出ます。これが何百回も積み重なります。

そして、ある長さまで引き出されると、結び目は急にくずれます。高速カメラの映像では、ゆるみ始めてから完全にほどけるまで、わずか数歩だったとされています。

ほどけやすい結び方は、見た目で分かる

蝶結びには、実は2種類あります。土台の結び方が「本結び」になっているものと、「縦結び」になっているものです。どちらも見た目はよく似ていますが、研究では縦結びのほうがずっとほどけやすかったと報告されています。

見分け方は簡単です。結び終わったとき、輪が足の左右（横向き）に広がっていれば本結びです。輪が足の前後に、縦に並ぶように傾いていれば縦結びです。

縦結びになってしまう人は、最初にひもを交差させる向きを逆にするか、輪を作ってから巻きつける向きを逆にします。それだけで本結びの蝶結びになります。

まとめ

靴ひもがほどけるのは、着地の衝撃で結び目がゆるむ瞬間に、振り出す足の勢いで端が引かれるからです。その小さなずれが一歩ごとに積み重なり、最後は数歩で一気にくずれます。輪が縦に並ぶ縦結びは、特にほどけやすい結び方です。

ひもをほどいているのは、あなたの一歩そのもの。
叩いて、引く。それを何百回もくり返しています。

ロープを柱に巻くと、なぜ大きな力を止められるのか。結び目と同じ「ひもとひもの摩擦」の話は、船乗りのロープの記事で詳しく扱っています。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。ひもの端の重さは計算のための仮定で、実際の値は靴やひもによって変わります。