不倒翁為什麼不會倒

　　小時候都玩過不倒翁，都想過呢。下面是小編整理的不倒翁相關知識以供大家閱讀。

　　：重心低

　　上輕下重的物體比較穩定，也就是說重心越低越穩定。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。

　　1.不倒翁的形體結構

　　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。

　　2.不倒翁的平衡的穩定性

　　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，這說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。

　　3.不倒翁的受力情況有三種

　　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;另一個是支援力，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，同時隨著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，物體一定會向著勢能低的狀態變化。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。從槓桿原理來說，不倒翁倒下時，重心的作用點一直處於端部，不管支點在哪裡，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。

　　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。