一、不倒翁怎么晃都不倒的原理到底是什么?
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。
二、不倒翁为什么不倒的原理
不倒翁之所以不会倒,一方面是因为不倒翁的整个身体都很轻,只是在它的底部有一个较重的东西(铅块或铁块),因此,它的重心很低。
另一方面,当不倒翁向一边倾斜时,由于支点(和桌面的接触点)发生变动,重心和支点就不再在同一条重垂线上了,这时重力的作用会使它绕支点摆动,使不倒翁恢复正常的位置。
不倒翁倾斜的程度越大,支点离开重心的水平距离就越大,重力产生的摆动效果将随着增加,使它恢复原位的趋势也就越显著,所以不倒翁是永远推不倒的。
用简单点的白话来说,就是:上轻下重的物体比较稳定,即重心越低越稳定。所以不论不倒翁如何“跌倒”,它总会再次“爬起来”。
不倒翁的来历
早在属于母系社会的西安半坡村遗址中曾发掘到一种提水壶。这种水壶装水时,就会往一边倾斜,装满水后则会自动立起来,非常方便于打水。
到了先秦时期这种水壶演变成一种“饮器”,《荀子》中讲到,孔子到鲁桓公庙参观,看见“饮器”,问是什么东西。守庙者回答:这是放在座位右边喝酒的用具,这种用具巧妙的很:当它没有装酒的时候呈倒斜状,酒装的适中,就会立起来,而装得太满,又会倾倒。
经孔子“点拨”之后,后人就将这种东西放在座位右边,用来提醒自己办事做人要适中,不虚不满。由此也就出现“座右铭”一词。这些东西据考证,用的都是头轻脚重的重心原理,就是不倒翁的前身。
三、不倒翁为什么不会倒?
相信大家对不倒翁都有了解,它也是我们童年最喜欢的玩具,从小到大都知道它是永远不会倒下的,就算是被认为的大力推倒也会马上还原立起来,真的无比的神奇,不倒翁为什么不倒呢?因为它受了外力的干扰导致它不会倒下。重心会发生改变。也和它的形状材料有关。
不倒翁倾斜的时候会受到力的作用,那个力我们暂时称之为外力,外力在某种条件下形成干扰力矩,抵抗的称为抵抗力矩,他们都是由不倒翁自身的重力所形成的,本来不倒翁就是直立的,那么在我们用手的推动下,它会产生运动,这个时候就打破了原来的平衡,就会发生倾斜,这时候就会产生刚刚所说的外力来达到和这个手的外力相互平衡的状态,形成干扰力矩。而且从物理的角度看,不倒翁本身是不会产生干扰力矩的,它的重力不会产生干扰力矩,而且重力的受力点和那个支点在一个线上面,不会产生刚刚说的力矩。
我们可以举出很多的例子来说明重力的作用点问题,比如我们需要平衡积木的时候,我们就需要找到一个支点来达到我们的目标,但是我们的积木是方形很难找到那个支点,但是为什么不管从那个方向推不倒翁它却很快的恢复原样呢?那是因为我们所了解的不倒翁都是椭圆型的,所以会有为什么只有不倒翁会稳定性这么好,唯独只有不倒翁会不倒。而且不光是这些原因还和它的材料有关,不倒翁都是上面轻下面重也是一个原因。
不倒翁作为我们生活中的一个玩物,给了我们很多的童年回忆,现在我们了解了它的原理那么我们可以去做一点有关的小实验让我们多多了解学习。
四、为什么不倒翁不倒?
不倒翁不倒的原理:
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。
扩展资料:
早在属于母系社会的西安半坡村遗址中曾发掘到一种提水壶。这种水壶装水时,就会往一边倾斜,装满水后则会自动立起来,非常方便于打水。
到了先秦时期这种水壶演变成一种饮器,《荀子》中讲到,孔子到鲁桓公庙参观,看见饮器,问是什么东西。
守庙者回答这是放在座位右边喝酒的用具,这种用具巧妙的很:当它没有装酒的时候呈倒斜状,酒装的适中,就会立起来,而装得太满,又会倾倒。
经孔子点拨之后,后人就将这种东西放在座位右边,用来提醒自己办事做人要适中,不虚不满。由此也就出现座右铭一词。这些东西据考证,用的都是头轻脚重的重心原理,就是不倒翁的前身。
参考资料来源:百度百科—不倒翁
五、不倒翁不会倒,它是如何做到的?
在我们小时候经常会玩的一个玩具,就是不倒翁。小时候不明白为什么不倒翁怎么推都不倒。在多了a梦的电视当中,大熊在一次失败后,找到了不倒翁,然后想起了和奶奶的故事,后来到了奶奶也希望孩子能够成为不倒翁,即便遇到再多的困难,依然能够坚定的站起来。
所以那个时候就希望自己能够成为一个不倒翁,无论遇到多少困难,都能够勇敢的站起来,接下来我们而且一下不倒翁的原理,喜欢的小朋友也可以自己在家里试着用这样的原理,制作一个属于自己的不倒翁。
首先,不倒翁之所以不会倒下,是因为不倒翁的大部分重心在最底下,当不倒翁要倒下时,重心的力量就会将他拉回。其次,我们会发现不倒翁的底部都为圆形,因为原型相对其他形状来说,摩擦力最小。摩擦力小则不倒翁需要与阻碍物体相对运动力减少,那么不倒翁的力量就能够被最大的收回。
最后我们需要知道的是,根据杠杠原理来说,不倒翁当他倒下的时候,因为重心作用点处于底部,不倒翁就会因为底座那端距离大而重新回复到原来的地方。
以上就是为什么不倒翁不会倒下的原因,所以大家如果想要制作一个不倒翁,就需要先将物体的底部磨成半圆体,其次要尽量将物体的重心放在这个半圆体上,还要保证半圆体的面是光滑的。这样就能够最大程度的保证不倒翁的制作是成功了。可以根据自己喜欢的动画人物或者是偶像,制作一个属于自己的不倒翁,当然也可以在不倒翁上写上自己愿望或者是想要说的话。当你感到迷茫困惑时,就看一眼这个不倒翁,也许就能够给你重新奋起的力量。
六、“不倒翁”为什么不倒?
有趣的不倒翁,不论你怎么使劲推,它都不会翻倒。甚至你把它横过来放,一松手,“倔强”的不倒翁又会站在你面前。这确实是一个很有趣的现象。
一块水平放置的砖头,不论雨打风吹,总是稳稳地呆在原地。如果把它竖起来,一有风吹草动它就可能翻倒。这是因为砖头平放时,重心很低,接触地面的面积又很大,也就是说,它的重心较低,不容易翻倒。
其他物体也是这样。如果你到过工厂,会发现许多机器设备的机座都比较大,也很沉,目的就是防止机器翻倒,增加机器的稳定性。往车或船上装货物时,是把重的东西放在下面,还是把轻的东西放在下面呢?你一定猜到了,要先把重的东西放在底部。因为这样一来,整个车或船的重心较低,可以保证行驶的安全。
那么不倒翁为什么不会倒呢?一方面因为它上轻下重,底部有一个较重的铁块,所以重心很低;另一方面,不倒翁的底面大而圆滑,当它向一边倾斜时,它的重心和桌面的接触点不在同一条垂直线上,重力作用会使它向另外一边摆动。比如,当不倒翁向左倒时,重心和重力作用线在接触点的右边,在重力作用下,不倒翁就又向右倒。当倒向右边时,重心和重力作用线又跑到接触点左边,迫使不倒翁再向左倒。不倒翁就是这样摆过来,又摆过去,直到因为摩擦和空气阻力,能量逐渐损失,减少到零时,重力作用线,恰好通过接触点它才不会继续摆动。