為什麼不倒翁不會倒?
我們小時候,肯定有不少人玩過「不倒翁」這個有趣的玩意兒。不管我們怎麼推它、踢它,再怎麼使勁,都弄不倒它。誰都知道不倒翁底部有個重東西「壓陣」,才導致它頭輕腳重,即使被扳倒,也能輕鬆站起來。因而人們管它叫「不倒翁」。
從古至今,不倒翁一直是孩子們的玩具。同樣,這個永遠屹立不倒的小老頭兒,也成了老北京的一個玩意兒,曾經一度盛行京城內外。
當然,製作的時候,這個不倒翁的身體下方,必須做成圓球形的,這樣從不同角度可以彎下去,然後很快反彈回來,穩穩站起來。總之, 比起那些靜止不動的泥人兒、麵人兒,不倒翁是最好玩的,最受小屁孩們歡迎的玩具了。
不倒翁除了用紙糊外,後來漸漸也出現了用泥土、木頭製作的,再後來,各種材料的不倒翁都有,陶的、瓷的,以及塑料的。當然,陶瓷的很容易被碰壞,不怎麼耐用。
如今,在北京的廟會上,依然能看到一些大大小小形形色色的不到位。當然,它們大多具有現代的工藝氣息。至於傳統的不倒翁,可以很少見了。
其實不倒翁不倒的原因很好理解,原因如下
1、靜止的物體不倒就是重心必須落在下面的支持面上,那麼重心越低的物體,其重心也就越容易落在支持面上,也就是說越穩定。
2、把重心做在物體的一端,使重心靠緊接觸面時,其他部分都使用比較輕的材質,這就導致無論怎樣搖晃物體,它都不會翻身。因為大家從沒見過輕的一端會在下面的時候。
所以不倒翁其實就是在它的一端固定一個重物,當把不倒翁放在地面時,固定重物的一端自然靠近地面。此時你怎樣搖晃,它也就不會翻倒了,這就是不倒的原理!
用初中物理知識就可解釋,看一個球體,球心為O,但重心C不在球心,放在水平面上,受到兩個力的作用:豎直向下的重力和豎直向上的支持力。要使球體保持靜止,二力必須平衡,當然二力必然在同一直線上。這樣的位置有兩個,分別為下圖的甲和乙。因為物體重心越低越穩定,實際上球體只能靜止在圖乙位置。
下面將球體的位置改變一下,見下圖。只要球體偏離圖乙位置,球體所受的兩個力就不在一條直線上,球體就不能保持靜止,重力就要將球體重新拉回到圖乙的位置。
不倒翁就是裝扮成人形的一個球,或者說,上部為人形,下底為球面的一部分,重心偏向下底。知道它為什麼不倒了嗎?
我們許多人在小的時候都玩過不倒翁吧,就有小夥伴們兒心裡會有疑問,為什麼不倒翁不管怎麼讓它橫起來或者豎起來,它就是不倒呢,這是什麼原理呢?其實我們應該知道,不倒翁不倒是因為它利用了重心的原因,如果要讓一個物體保持不倒穩定,那它所有的重心都會在底部,並且它底部的面積要很大,因為這是所受重力的合力作用點。因為不到翁的底部特別滑,不到翁傾向你旁邊的時候,它的重心和桌面接觸點不在同一條鉛垂線上,所以不倒翁在重力的作用下就會左右搖擺起來。並且不倒翁在搖擺的過程中,它的能量會不斷變少,當能量減少到零的時候,重力作用線這時候正好通過接觸點時,不倒翁就會停止擺動。因為只有底部的面積大,重心相對較低,就比較穩定。
不倒翁都是頭輕腳重,底部圓滑〈平底不行〉,身體輕,腳底的水泥重量大於身體重量,所以倒向任何方向都能直立複位。比如用一個蛋殼放入50g水泥,水泥凝固後,做一個紙帽子戴上,就成了不倒翁。
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