不倒翁為什麼不會倒
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不倒翁為什麼不會倒,在我們的日常生活上大家肯定都有聽説過不倒翁,不倒翁非常的好玩不論你怎麼去揍他他都會起來,大家知道這是什麼原理嗎?來跟小編一起看看關於不倒翁為什麼不會倒的相關知識吧。
不倒翁為什麼不會倒1
首先我們來看它的形狀,通常不倒翁的上半部分是個質量較輕的物體,下半部分是質量偏重的實心半球體,底部大而圓滑,使不倒翁和平面之間有一個很大的支撐面。
此外,不倒翁的重心比較低,穩定性也就高了,當你將它傾斜之後,它的重力和它的着地點之間就產生了一個力矩。
由於這個力矩的作用,就讓不倒翁恢復了原來的狀態,所以不倒翁會不停的搖擺起來,就是不會倒下去。
1、 其實對任何物體來説,如果它的底面積越大,重心越低,它就越穩定,越不容易翻倒。不倒翁的整個身體都很輕,只是在它的底部有一塊較重的鉛塊或鐵塊,因此它的重心都很低。
2、另方面,它的底面非常寬大而且平滑,當它傾斜向一邊時,重心和桌面接觸點不在同一條鉛垂線上,重力的作用就會使他擺動。當不倒翁向左傾斜時,重心在接觸點的右邊,不倒翁就會在重力作用下向右倒;當不倒翁向右傾斜時,重心又跑到接觸點左邊,不倒翁則向左倒。
3、不倒翁傾斜得越厲害,擺動就越顯著。擺動過程中能量會不斷損失,當能量減到零,重力作用線剛好通過接觸點,它就會停止擺動。不倒翁傾斜程度越大,重心離開支點的水平距離就越大,重力產生的擺動效果也越大,使它恢復到原位的趨勢也就越顯著,所以不倒翁是永遠推不倒的。
不倒翁為什麼不會倒2
不倒翁“不倒”的原理
放在地上的凳子,擺在桌面上的枱燈都處於靜止狀態,在物理學上就叫做平衡,但是小夥伴們是否注意到,同樣是處於平衡狀態的物體:一本書豎在桌子上,輕輕地用手一推,啪地一聲便倒在桌子上,而不倒翁推倒了卻一下又能站起來。這就是説,平衡裏也有不同:一件東西立在那兒,輕輕地推一下,它晃了幾下又重新平穩,這種平衡叫穩定平衡;如果輕輕地一碰就倒,叫做不穩定平衡,不倒翁是穩定平衡,立在桌面上的書本、鉛筆等是不穩定平衡。
不倒翁的祕密在於它肚子底下的那個大鐵塊,使不倒翁和桌子之間有一個很大的支撐面,鐵塊還使不倒翁的重心降得很低,所以特別穩定,倒了還能自己再站起來,站立在桌面上的書則不一樣,它的支撐面非常小,重心又很高,所以一碰就倒,所以,看一個物體穩定和不穩定有兩個條件,一個是支撐物體積面積的大小,還有一個就是物體重心的高低。
首先不倒翁基本都是圓的,其次重心比較低,當你將它傾斜之後,它的重力和它的着地點之間就產生了一個力矩,由於這個力矩的作用,就讓不倒翁恢復了原來的狀態,所以不倒翁就會不停的搖擺起來,就是不會倒下去。重心低穩定性也就高了。
不倒翁真的不會倒嗎?
在自然狀態下不倒翁是不會倒下的,當然如果是藉助別的物品那就另一説了。需要不斷有力從一側發出,比如在側方綁一重物,該重物釋放重力大於等於不倒翁自身的墜力,這樣不倒翁就會“人為”的倒下。小編上面也説過重心低穩定性也就高了,想讓不倒翁倒下,那麼把不倒翁中的鐵塊放到不倒翁上方,因為重心的緣故不倒翁就會“站不起來”了。當然小編説的這些都是改變了不倒翁本質的情況下,才會讓它倒下,不改變的話,它是不會倒的。
不倒翁為什麼不會倒3
不倒翁相關特徵
形體結構
不倒翁為空心殼體,重量很輕;下半身是一個實心的半球體,重量較大,不倒翁的重心就在半球體之內。下面的半球體和支承面之間有一個接觸點,這個半球體在支承面上滾動時,接觸點的位置就要發生改變。不倒翁始終用一個接觸點站立在支承面上,它永遠是一個獨腳體。
穩定性
不倒翁在受到外力的.作用時,就要失去平衡,而在外力去除後,不倒翁能自行回覆到平衡狀態,這説明不倒翁具有一種抵抗外力干擾保持平衡的能力,這就是平衡的穩定性。這種抵抗干擾保持平衡的能力的形成,應該從不倒翁的受力情況來看。
受力情況
第一,不倒翁平衡的受力情況。不倒翁在桌面上,受到兩個外力的作用:一個是重力G,地球對不倒翁的吸引力;另一個是支持力,桌面對牛球體的反作用力。根據物體的平衡條件,只要這兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上,不倒翁就能夠保持平衡的狀態。
第二,不倒翁傾斜的受力情況。不倒翁傾斜時受到兩個力矩的作用,我們稱外力的作用為干擾,外力形成干擾力矩;另一個叫抵抗力矩,由自身的重力形成。本來不倒翁是
直立的,由於外力的作用,外力對不倒翁與製成面的接觸點產生力矩,使不倒翁傾斜,打破原來的平衡。此外,本來重力是不產生力矩的,因為本來不倒翁是直立的,重力的作用線和支點位於同一直線上,力矩為零。由於外力的作用,不倒翁傾斜,半球體向一側滾動,接觸點隨之移動,形成了新的接觸點,即形成了新的支點,此時重力的作用線和原支點不在同一直線上,因而形成力矩,這就是抵抗力矩。正是由於抵抗力矩的形成和發展,抵抗和制止了外力的干擾作用。抵抗力矩的方向和干擾力矩的方向正好相反,同時隨着不倒翁傾斜的角度不斷增大,重心作用線的偏移量也不斷增大,抵抗力矩的量值也不斷增大,當抵抗力矩等於干擾力矩時,不倒翁就進入新的平衡狀態--傾斜的平衡狀態,此時外力的干擾作用也就宣告停止。由此可知,不倒翁受到外力干擾後,原有的平衡破壞了,但新的平衡隨之形成,不倒翁可以接續地保持平衡,雖然平衡的方式不同,但平衡的本質不變,這種便是動態平衡。第三,不倒翁復原的受力情況。從勢能角度考慮,勢能低的物體比較穩定,物體一定會向着勢能低的狀態變化。當不倒翁倒下的時候,由於集中了大部分重心的底座被抬高,造成勢能增加,所以不倒翁要回復原來的位置。從槓桿原理來説,不倒翁倒下時,重心的作用點一直處於端部,不管支點在哪裏,雖然底座的力臂較短,但是力矩=力_力臂,不倒翁還是會因為底座那頭力矩大而回復到原來位置。此外,不倒翁底部為圓形,摩擦力小,便於不倒翁回到原來位置。
在以上的整個過程中,建立新的平衡是其中主要的問題,因為只有如此才能抵制外力的干擾,而回復原有的平衡則是次要問題,因為此時外力的干擾已經去除。在整個過程中不倒翁始終保持平衡的屬性,這便是"平衡的穩定性"。
力學原理
綜上所述,這個原理的要點在於:使重力的作用線偏離支點,使重力對支點產生力矩,即抵抗力距。由於不倒翁傾斜的角度不斷增大,重力作用線的偏移量隨之增大,抵抗力矩也隨之增大,最終實現和外力力矩的平衡,不倒翁抵抗外力干擾、保持平衡的能力就是這樣形成的。
不倒翁的原理介紹
上輕下重的物體比較穩定,也就是説重心越低越穩定。當不倒翁在豎立狀態處於平衡時,重心和接觸點的距離最小,即重心最低。偏離平衡位置後,重心總是升高的。因此,這種狀態的平衡是穩定平衡。所以不倒翁無論如何搖擺,總是不倒的。再比如像我們在科技館看到的“錐體上滾”實驗,也是這個道理,由於錐體的形狀和兩邊軌道的形狀,使它的重心在下降,但看起來好像在上升,向上滾與生活中的事實不符合。但它只是一種假像,看到它的本質,還是重心降低了,因此重心越低越穩定。在生活中為增加物體的穩定性,我們常採用加重下面的重量,如電扇底座、話筒架、公共汽車站牌等。
利用重心這種特點,還可以做許多有趣的實驗和解釋一些現象。如可以做一個斤頭蟲,把一粒膠囊打開,裝入一個小滾珠,即可來回翻跟頭。我們常見一個盒子只放在桌上一點,但卻不掉下去,這是因為盒子靠桌子的一頭,是"重心"所在,所以盒子懸空,但不掉下來。走鋼絲的雜技演員,手持平衡棒也是為降低重心,達到平衡的目的。一、力學原理
最常見的不倒翁是紙身、泥底,即用紙漿灌模或用廢紙粘糊成形,再用泥土 製成半圓形的底座,將二者粘合好之後,再在外表糊上淨紙,施以彩繪而成;也有的用木頭做底,底部中心固定上鐵塊和小石子;還有用小葫蘆挖淨內瓤,內部灌鉛做成的"葫蘆";今天還有用雞蛋殼、舊乒乓球做成的小不倒翁。所有的這些不倒翁都有相同的特點:上半身為空心殼體、下半身是一個實心的半球體,底部為圓形。這些特點使它們具有了一致的基本力學結構,都能達到“不倒”的效果。
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