不倒翁怎么晃都不倒的原理到底是什么? 不倒翁不倒的原理
不倒翁的工作原理是使重力的作用线偏离支点,使重力对支点产生力矩,即抵抗力距。由于不倒翁倾斜的角度不断增大,重力作用线的偏移量随之增大,抵抗力矩也随之增大,最终实现和外力力矩的平衡,不倒翁抵抗外力干扰、保持平衡的能力就是这样形成的。
从杠杆原理来说,不倒翁倒下时,重心的作用点一直处于端部,不管支点在哪里,虽然底座的力臂较短,但是力矩=力*力臂,不倒翁还是会因为底座那头力矩大而回复到原来位置。此外,不倒翁底部为圆形,摩擦力小,便于不倒翁回到原来位置。
上轻下重的物体比较稳定,也就是说重心越低越稳定。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。偏离平衡位置后,重心总是升高的。因此,这种状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆,总是不倒的。最常见的不倒翁是纸身、泥底,即用纸浆灌模或用废纸粘糊成形,再用泥土 制成半圆形的底座,将二者粘合好之后,再在外表糊上净纸,施以彩绘而成;也有的用木头做底,底部中心固定上铁块和小石子;还有用小葫芦挖净内瓤,内部灌铅做成的"葫芦"。
还有用鸡蛋壳、旧乒乓球做成的小不倒翁。所有的这些不倒翁都有相同的特点:上半身为空心壳体、下半身是一个实心的半球体,底部为圆形。这些特点使它们具有了一致的基本力学结构,都能达到“不倒”的效果。
利用重心这种特点,还可以做许多有趣的实验和解释一些现象。如可以做一个斤头虫,把一粒胶囊打开,装入一个小滚珠,即可来回翻跟头。我们常见一个盒子只放在桌上一点,但却不掉下去,这是因为盒子靠桌子的一头,是"重心"所在,所以盒子悬空,但不掉下来。
上轻下重的物体比较稳定,也就是说重心越低越稳定。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。偏离平衡位置后,重心总是升高的。因此,这种状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆,总是不倒的。
再比如像我们在科技馆看到的“锥体上滚”实验,也是这个道理,由于锥体的形状和两边轨道的形状,使它的重心在下降,但看起来好像在上升,向上滚与生活中的事实不符合。但它只是一种假像,看到它的本质,还是重心降低了,因此重心越低越稳定。
扩展资料:
最常见的不倒翁是纸身、泥底,即用纸浆灌模或用废纸粘糊成形,再用泥土 制成半圆形的底座,将二者粘合好之后,再在外表糊上净纸,施以彩绘而成;也有的用木头做底,底部中心固定上铁块和小石子;还有用小葫芦挖净内瓤,内部灌铅做成的"葫芦";
还有用鸡蛋壳、旧乒乓球做成的小不倒翁。所有的这些不倒翁都有相同的特点:上半身为空心壳体、下半身是一个实心的半球体,底部为圆形。这些特点使它们具有了一致的基本力学结构,都能达到“不倒”的效果。
参考资料来源:百度百科-不倒翁
不倒翁的秘密在于它肚子底下的那个大铁块,使不倒翁和桌子之间有一个很大的支撑面,铁块还使不倒翁的重心降得很低,所以特别稳定,倒了还能自己再站起来,站立在桌面上的书则不一样,它的支撑面非常小,重心又很高,所以一碰就倒,所以,看一个物体稳定和不稳定有两个条件,一个是支撑物体积面积的大小,还有一个就是物体重心的高低。
要知道放在地上的凳子,摆在桌面上的台灯都处于静止状态,在物理学上就叫做平衡,但是小伙伴们是否注意到,同样是处于平衡状态的物体:一本书竖在桌子上,轻轻地用手一推,啪地一声便倒在桌子上,而不倒翁推倒了却一下又能站起来。这就是说,平衡里也有不同:一件东西立在那儿,轻轻地推一下,它晃了几下又重新平稳,这种平衡叫稳定平衡;如果轻轻地一碰就倒,叫做不稳定平衡,不倒翁是稳定平衡,立在桌面上的书本、铅笔等是不稳定平衡。
首先不倒翁基本都是圆的,其次重心比较低,当你将它倾斜之后,它的重力和它的着地点之间就产生了一个力矩,由于这个力矩的作用,就让不倒翁恢复了原来的状态,所以不倒翁就会不停的摇摆起来,就是不会倒下去。重心低稳定性也就高了。
在自然状态下不倒翁是不会倒下的,当然如果是借助别的物品那就另一说了。需要不断有力从一侧发出,比如在侧方绑一重物,该重物释放重力大于等于不倒翁自身的坠力,这样不倒翁就会“人为”的倒下。上面也说过重心低稳定性也就高了,想让不倒翁倒下,那么把不倒翁中的铁块放到不倒翁上方,因为重心的缘故不倒翁就会“站不起来”了。
不倒翁的工作原理是使重力的作用线偏离支点,使重力对支点产生力矩,即抵抗力距。由于不倒翁倾斜的角度不断增大,重力作用线的偏移量随之增大,抵抗力矩
在德国就有位牛人造出不倒翁魔方,无论用什么办法怎么推它也不会倒下,其背后的原理竟然如此简单
他的重心比较稳,比较低,所以不容易倒
因为底部内部有东西,其他地方没有
《...装一些水还有一些小帆船,但是不管怎么晃怎么摇这帆船就是不倒...》
答:就是利用浮力和不倒翁的原理的 。原理很简单的