不倒翁不会倒的原因是什么

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  我们都玩过不倒翁,不倒翁是不是你怎么弄它就是不到?这是为什么呢?下面我们就来看看原理。

  不倒翁为什么不会倒

  无论什么东西,重的一头放得越低,支撑面越大,它就越稳,越不容易倒。工厂在生产不倒翁的时候,总是把不倒翁的下半部分做得很重,底部做成圆的,而且面积很大。所以不论你怎么推,它都会回到原来的位置,永远都不会倒的。

  拓展

  倒翁上半身是一个空心壳体,重量很轻;下半身是一个实心的半球体,重量相对较大,所以不倒翁的重心是在下面较重的半球体之内。而半球体与其支承面之间只有一个支点,当半球体在支承面上滚动时,支点的位置也随之发生改变。细心观察,我们就可以发现,不倒翁始终都是用这么一个支点立于支承面之上的,即它什么时候都是一个独脚体。

  虽然独脚,但是在不受外力的情况下,它所受的地球引力和地面对它的支持力是大小相等、方向相反、作用在一条直线上的一对平衡力,所以它可以保持平衡。那么当有外力作用的时候,它又是怎么保持平衡的呢?

  受到外力后,不倒翁倾斜,并受到两个力矩的作用,一个是外力的干扰力矩,另一个则是不倒翁自身重力形成的抵抗力矩。根据杠杆原理,当不倒翁倒下时,重心的作用点一直处于端部,而且不管此时的支点在哪里,虽然底座的力臂较短,但是力矩却大,于是不倒翁便因为底座这边较大的力矩而恢复成原始状态,即直立状态。此外,因为不倒翁的底部为圆形,所受的摩擦力小,也便于它回到原始状态。

  在这个过程中,新平衡的建立是重中之重,因为只有重新建立平衡,才能消除外力的影响;既然外力影响已经去除,那么再回到最初的原始状态,就不成问题了。整个这种过程,即不倒翁始终保持平衡的属性,被称为“平衡的稳定性”。

  用简单点的白话来说,就是:上轻下重的物体比较稳定,即重心越低越稳定。所以不论不倒翁如何“跌倒”,它总会再次“爬起来”。

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