原理:1、力学原理:不倒翁为空心壳体,重量很轻,下半身是一个实心的半球体,重量较大,不倒翁的重心就在半球体之内,下面的半球体和支承面之间有一个接触点,这个半球体在支承面上滚动时,接触点的位置就要发生改变,当不倒翁在竖立状态处于平衡时,重心和接触点的距离最小,即重心最低最稳定;2、平衡稳定性:不倒翁在受到外力的作用时,失去平衡,外力去除,不倒翁自行恢复到平衡状态,这说明不倒翁具有一种抵抗外力干扰保持平衡的能力,称为平衡的稳定性。
不倒翁为什么不会倒?为什么不倒翁不会倒?用初中物理知识就可解释,看一个球体,球心为O,但重心C不在球心,放在水平面上,受到两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的支持力。
要使球体保持静止,二力必须平衡,当然二力必然在同一直线上。
这样的位置有两个,分别为下图的甲和乙。
因为物体重心越低越稳定,实际上球体只能静止在图乙位置。
下面将球体的位置改变一下,见下图。
只要球体偏离图乙位置,球体所受的两个力就不在一条直线上,球体就不能保持静止,重力就要将球体重新拉回到图乙的位置。
不倒翁就是装扮成人形的一个球,或者说,上部为人形,下底为球面的一部分,重心偏向下底。
知道它为什么不倒了吗?
我们许多人在小的时候都玩过不倒翁吧,就有小伙伴们儿心里会有疑问,为什么不倒翁不管怎么让它横起来或者竖起来,它就是不倒呢,这是什么原理呢?其实我们应该知道,不倒翁不倒是因为它利用了重心的原因,如果要让一个物体保持不倒稳定,那它所有的重心都会在底部,并且它底部的面积要很大,因为这是所受重力的合力作用点。
因为不到翁的底部特别滑,不到翁倾向你旁边的时候,它的重心和桌面接触点不在同一条铅垂线上,所以不倒翁在重力的作用下就会左右摇摆起来。
并且不倒翁在摇摆的过程中,它的能量会不断变少,当能量减少到零的时候,重力作用线这时候正好通过接触点时,不倒翁就会停止摆动。
因为只有底部的面积大,重心相对较低,就比较稳定。
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