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1 # 工部尚書
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2 # 素履之往1
一切有質量的物體在地球重力環境下都有一個重心。不倒翁的設計理念就是把重心定在一個點上,使不倒翁無論以任何位置擺放都能恢復成直立狀態。這個點就是不倒翁直立狀態的正中線上的一個點。
工作原理是:上輕下重的物體比較穩定,也就是說重心越低越穩定。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。
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。
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。
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。
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。
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3 # 舞蹈教材分享
不倒翁十分有趣,不管怎樣推,它都不會翻倒,就算把它橫放,鬆手後它還是會立起來。這是什麼原因呢?
不倒翁底座比較重,整體的重心很低,不管怎麼推,重心的位置始終不會超過物體中點
①其實對任何物體來說,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另一方面,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,重力作用線剛好透過接觸點,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。
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4 # 徉望星河
不倒翁之所以不倒,是因為它頭輕腳重,因此它的重心很低。另一方面,不倒翁底部面積大而圓滑,當不倒翁傾斜向一邊時,重心和桌面接觸點不在一條鉛垂線上,重力的作用就會讓他擺動。
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5 # 每天那點事
其實對任何物體來說,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。
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6 # 知識的樂趣
不倒翁是一個很神奇的東西,也是小朋友很喜歡的一種玩具了。記得上小學的時候還用雞蛋殼自己動手做過呢!
其實,不倒翁蘊含了一個非常簡單的物理知識——重心越低,物體的穩定性越高,也就越不容易倒下。就像少林寺裡的武僧扎馬步,就是半蹲著,將重心放得比站立時低,就不容易被對手擊倒了。
不過,上面講的重心低只是不倒翁不會倒的其中一個原因,另一個原因是它的底部是弧形的。如果底部是直的,那麼重心低只能讓它不容易倒,但是一旦傾斜角度達到一定值,它還是會倒下的。圓弧形的底部使得不倒翁在倒下時,它的重心和著地點始終會有一個力矩,而且這個力矩的方向是朝著重心一側,正是這個力矩使得不倒翁可以在搖晃中恢復站立狀態!
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7 # 我是萌萌爸粑
不倒翁是一種古老的漢族兒童玩具,最早記載出現於唐代。形狀像人而在造形和重量上製成一經觸動就搖擺然後恢復直立狀態。不倒翁也可比喻某些善於應付環境而能長期保持自己權位的人,有貶義。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。不倒翁沙袋是一種常見的體育鍛煉器械,它依靠其鐵質材料的底盤來穩定重心,使絕大部分的重量都集中在很低的位置,上部僅為很輕的軟質泡沫或其他物質,即使受到較強的外力作用,沙袋也不會傾倒。
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8 # 夢迴天啟
不倒我之所以不倒,是因為他上清下重頭重腳輕。所有上輕下重的物體都是比較穩定的。重心越低越穩定。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。
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9 # 湉湉醬
不倒翁不會倒,是因為它的整個身體都很輕,只是不倒翁的底部有一個較重的東西——鉛塊或鐵塊,所以,不倒翁的重心很低。另一方面,不倒翁的底面積大而圓滑,很容易擺動。當不倒翁向一邊傾側時,因為支點(和桌面的接觸點)發生變動時,實重心和支點就不在同一條鉛垂線上,這時重力的作用會使它繞支點擺動,使它恢復到正常的位置。不倒翁傾斜的程度越大,支點離開重心的水平距離就越大,重量產生的擺動效能也會增加,使它恢復原位的趨勢也就越明顯,因此不倒翁是永遠推不倒的。
當你將它傾斜以後,它的重力與它的著地點之間就產生了一個力矩,由於這個力矩的作用,使不倒翁要恢復原來的狀態,所以不倒翁就不停地搖擺起來,就是不會倒下去。所以,重心一低,穩度也就大大地提高了。
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10 # 一顆小小韭菜
不倒翁不倒,其實原理大家都懂,就是重心在底部基礎牢實。
其實做人做事也一樣,要想成為各個領域的不倒翁,我認為要做到以下幾點:
一是要有紮實的工作能力當基礎,如果沒有能力,一切無從談起。這就像不倒翁紮實的底部。
二是要有高尚的道德品質,做事先做人,任何時候如果只考慮個人得失,不顧全大局,自然也就慢慢被時代拋棄。這就像不倒翁寬廣的胸懷。
三是要有良好的人際關係,在與人相處中,方與圓運用恰當,當然也要有自己的底線,不能當老好人。這就像不倒翁美麗的笑臉。
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11 # 老六帶你看電影666
不倒翁的不倒原理中運用了力學原理及其相關的槓桿原理。
市面上大部分的不倒翁產品上半身為空心殼體、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。
而力學原理在不倒翁上面的體現是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。
以上就是這些。
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12 # 許我三千筆墨愛璐
不倒翁不到是因為它上輕下重比較穩定,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。
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13 # 麥兜兜M
不倒翁底座比較重,整體的重心很低,不管怎麼推,重心的位置始終不會超過物體中點。倒和滑與摩擦力 有關 摩擦力大使它位置變化需要的外力大 外力大 力矩就大 倒的機率就大
不倒翁不倒是因為不倒時質心最低
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14 # 大地軟陶陳老師
【用軟陶是可以做不倒翁的】因為底部是圓形的,有配重,有一定空間,摩擦力小,便於不倒翁回到原來位置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。
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15 # 明汐vlog
大家好 我叫卡布 我來給網友回答這個問題 不倒翁為啥不倒因為重心在下面上面輕所以不會倒 我在網上查了一下 有一段影片看一下。
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16 # 大冰小逸父子隨記
感覺這不是個簡單的物理問題!!這是個哲學問題,不倒翁倒了它就沒有存在的意義了,就像芸芸眾生一樣,每個人有每個人的定義,每個人都不可或缺,每個人有每個人的特點,失去了本質的特點,你就只能是烏合之眾,也就迷失自我找不到存在的意義了,確立一個目標,建立自己的信仰,活出精彩的你!!奧利給!!原諒我在一本正經的胡說八道!
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17 # 新印像影視剪輯
不倒翁,相信我們小時候都見過,也都玩過,不管怎麼推它都不會翻倒,即使把不倒翁橫過來、倒立放,只要手鬆開它還是會立起來。那它為什麼不倒呢?
放在地上的凳子,擺在桌面上的檯燈都處於靜止狀態,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。這就是說,平衡裡也有不同: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。
不倒翁的秘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,它的重力和它的著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。
重心越低物體越穩定。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。
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18 # 逍遙餅乾哥
不倒翁為何不倒的原因跟高瘦子比矮胖子更容易摔倒一個道理,重心越低的物體,在外界施加外力時,重心越低越不易倒。
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19 # 甜甜向上精心創作
球形的底面和偏向底面的重心。
以球為例,自由地放在水平面上時,只受水平面的支援力和重力兩個力作用,只有當這兩個力平衡時,球才能靜止不動。
二力平衡的條件是:作用在一個物體上的兩個力,大小相等,方向相反,並且作用在同一條直線上。
不管球如何放置,支援力的作用線一定在過球心的豎直線上。如果重心偏離球心,則重心到球面上各點的距離中,最遠和最近的點,分別是重心和球心所在直徑的兩端。到與重心同側的端點最近,到與重心異側的端點最遠。
並且,只有這兩個端點接觸水平面時,重力的作用線才能與支援力的作用線在一條直線上,只要不是這兩個點接觸水平面,支援力與重力的作用線就不能在一條直線上,即二力就不能平衡,球就不能靜止。
另外,如果遠離重心的端點接觸水平面,是不穩定平衡,稍有擾動就失去平衡,而靠近重心的端點接觸水平面是穩定平衡,即使受到擾動失去平衡,也能自動回覆到原來的狀態。
說到家,不倒翁就是這樣一個重心偏向一側的球,為了形象生動,往往將遠離重心的一側製成人形或其他動物形,這樣,這一端距離重心更遠,如果將其接觸水平面更不可能平衡,所以,不倒翁靜止時,總能保持這一端向上(不倒)。
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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,它的重力和它的著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。