不倒翁为什么不会倒
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不倒翁为什么不会倒,在我们的日常生活上大家肯定都有听说过不倒翁,不倒翁非常的好玩不论你怎么去揍他他都会起来,大家知道这是什么原理吗?来跟小编一起看看关于不倒翁为什么不会倒的相关知识吧。
不倒翁为什么不会倒1
首先我们来看它的形状,通常不倒翁的上半部分是个质量较轻的物体,下半部分是质量偏重的实心半球体,底部大而圆滑,使不倒翁和平面之间有一个很大的支撑面。
此外,不倒翁的重心比较低,稳定性也就高了,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,所以不倒翁会不停的摇摆起来,就是不会倒下去。
1、 其实对任何物体来说,如果它的底面积越大,重心越低,它就越稳定,越不容易翻倒。不倒翁的整个身体都很轻,只是在它的底部有一块较重的铅块或铁块,因此它的重心都很低。
2、另方面,它的底面非常宽大而且平滑,当它倾斜向一边时,重心和桌面接触点不在同一条铅垂线上,重力的作用就会使他摆动。当不倒翁向左倾斜时,重心在接触点的右边,不倒翁就会在重力作用下向右倒;当不倒翁向右倾斜时,重心又跑到接触点左边,不倒翁则向左倒。
3、不倒翁倾斜得越厉害,摆动就越显著。摆动过程中能量会不断损失,当能量减到零,重力作用线刚好通过接触点,它就会停止摆动。不倒翁倾斜程度越大,重心离开支点的水平距离就越大,重力产生的摆动效果也越大,使它恢复到原位的趋势也就越显著,所以不倒翁是永远推不倒的。
不倒翁为什么不会倒2
不倒翁“不倒”的原理
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。
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。
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。
不倒翁真的不会倒吗?
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。小编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。当然小编说的这些都是改变了不倒翁本质的情况下,才会让它倒下,不改变的话,它是不会倒的。
不倒翁为什么不会倒3
不倒翁相关特征
形体结构
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。不倒翁始终用一个接触点站立在支承面上,它永远是一个独脚体。
稳定性
不倒翁在受到外力的.作用时,就要失去平衡,而在外力去除后,不倒翁能自行回复到平衡状态,这说明不倒翁具有一种抵抗外力干扰保持平衡的能力,这就是平衡的稳定性。这种抵抗干扰保持平衡的能力的形成,应该从不倒翁的受力情况来看。
受力情况
第一,不倒翁平衡的受力情况。不倒翁在桌面上,受到两个外力的作用:一个是重力G,地球对不倒翁的吸引力;另一个是支持力,桌面对牛球体的反作用力。根据物体的平衡条件,只要这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,不倒翁就能够保持平衡的状态。
第二,不倒翁倾斜的受力情况。不倒翁倾斜时受到两个力矩的作用,我们称外力的作用为干扰,外力形成干扰力矩;另一个叫抵抗力矩,由自身的重力形成。本来不倒翁是
直立的,由于外力的作用,外力对不倒翁与制成面的接触点产生力矩,使不倒翁倾斜,打破原来的平衡。此外,本来重力是不产生力矩的,因为本来不倒翁是直立的,重力的作用线和支点位于同一直线上,力矩为零。由于外力的作用,不倒翁倾斜,半球体向一侧滚动,接触点随之移动,形成了新的接触点,即形成了新的支点,此时重力的作用线和原支点不在同一直线上,因而形成力矩,这就是抵抗力矩。正是由于抵抗力矩的形成和发展,抵抗和制止了外力的干扰作用。抵抗力矩的方向和干扰力矩的方向正好相反,同时随着不倒翁倾斜的角度不断增大,重心作用线的偏移量也不断增大,抵抗力矩的量值也不断增大,当抵抗力矩等于干扰力矩时,不倒翁就进入新的平衡状态--倾斜的平衡状态,此时外力的干扰作用也就宣告停止。由此可知,不倒翁受到外力干扰后,原有的平衡破坏了,但新的平衡随之形成,不倒翁可以接续地保持平衡,虽然平衡的方式不同,但平衡的本质不变,这种便是动态平衡。第三,不倒翁复原的受力情况。从势能角度考虑,势能低的物体比较稳定,物体一定会向着势能低的状态变化。当不倒翁倒下的时候,由于集中了大部分重心的底座被抬高,造成势能增加,所以不倒翁要回复原来的位置。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。
在以上的整个过程中,建立新的平衡是其中主要的问题,因为只有如此才能抵制外力的干扰,而回复原有的平衡则是次要问题,因为此时外力的干扰已经去除。在整个过程中不倒翁始终保持平衡的属性,这便是"平衡的稳定性"。
力学原理
综上所述,这个原理的要点在于: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。
不倒翁的原理介绍
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。在生活中为增加物体的稳定性,我们常采用加重下面的重量,如电扇底座、话筒架、公共汽车站牌等。
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。走钢丝的杂技演员,手持平衡棒也是为降低重心,达到平衡的目的。一、力学原理
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";今天还有用鸡蛋壳、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。
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