【中外玩具網(wǎng)訊】為什么不倒翁不會(huì)倒？不倒翁是兒時(shí)的玩伴，大家都可能親自制作過(guò)，好玩可愛的不倒翁，但很多人就疑問(wèn)為什么不倒翁不會(huì)倒，壓下去又起來(lái)呢？到底是什么原理讓不倒翁不倒呢？下面，隨著中外玩具網(wǎng)小編一起去來(lái)解開困惑的謎題吧！
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不倒翁的原理很簡(jiǎn)單，早在我國(guó)母系社會(huì)時(shí)期的半坡人便已能熟練運(yùn)用。他們發(fā)明了一種提水壺，學(xué)名尖底瓶，是當(dāng)時(shí)的汲水工具。將空的瓶子用繩子系住雙耳，然后拋入水中，因?yàn)橹亓Χ詣?dòng)下沉，但是注滿水后，又因?yàn)橹匦霓D(zhuǎn)移，瓶口朝上豎起，此時(shí)用繩將瓶拉倒岸邊，從而實(shí)現(xiàn)汲水的功能。
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雖然原理大致相同，但是關(guān)于不倒翁的前身，學(xué)者們普遍認(rèn)同是由唐代的一種勸酒工具——捕醉仙轉(zhuǎn)化而來(lái)。后來(lái)則不知哪位匠人突發(fā)靈感，而將此改制，成為一種頭戴烏紗、身著官袍的不倒翁玩具，并快速得到孩童的喜愛與追捧。
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我們小時(shí)候大約也都玩過(guò)不倒翁，上面我們也簡(jiǎn)單講了一下它的前身歷史，但是它究竟是靠什么力量而始終不倒呢？我們來(lái)細(xì)細(xì)地講一講。
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首先，不倒翁是什么樣子的呢？我們最常見的不倒翁是紙身、泥底，也有用木頭、鐵塊或小石子為底的，但是不管用什么材料，不倒翁總有這么一些特點(diǎn)，即：上半身為空心殼體、下半身位實(shí)心半球體，底部的輪廓?jiǎng)t是一個(gè)圓形。這些特點(diǎn)使它們具有了一致的基本力學(xué)結(jié)構(gòu),從而達(dá)到“不倒”的效果。
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為什么這樣就不會(huì)倒了呢？我們說(shuō)過(guò)了，不倒翁上半身是一個(gè)空心殼體，重量很輕；下半身是一個(gè)實(shí)心的半球體，重量相對(duì)較大，所以不倒翁的重心是在下面較重的半球體之內(nèi)。而半球體與其支承面之間只有一個(gè)支點(diǎn)，當(dāng)半球體在支承面上滾動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)的位置也隨之發(fā)生改變。信息觀察，我們就可以發(fā)現(xiàn)，不倒翁始終都是用這么一個(gè)支點(diǎn)立于支承面之上的，即它什么時(shí)候都是一個(gè)獨(dú)腳體。
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雖然獨(dú)腳，但是在不受外力的情況下，它所受的地球引力和地面對(duì)它的支持力是大小相等、方向相反、作用在一條直線上的一對(duì)平衡力，所以它可以保持平衡。那么當(dāng)有外力作用的時(shí)候，它又是怎么保持平衡的呢？
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受到外力后，不倒翁傾斜，并受到兩個(gè)力矩的作用，一個(gè)是外力的干擾力矩，另一個(gè)則是不倒翁自身重力形成的抵抗力矩。根據(jù)杠桿原理，當(dāng)不倒翁倒下時(shí)，重心的作用點(diǎn)一直處于端部，而且不管此時(shí)的支點(diǎn)在哪里，雖然底座的力臂較短，但是力矩卻大，于是不倒翁便因?yàn)榈鬃@邊較大的力矩而恢復(fù)成原始狀態(tài)，即直立狀態(tài)。此外，因?yàn)椴坏刮痰牡撞繛閳A形，所受的摩擦力小，也便于它回到原始狀態(tài)。
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在這個(gè)過(guò)程中，新平衡的建立是重中之重，因?yàn)橹挥兄匦陆⑵胶猓拍芟饬Φ挠绊?；既然外力影響已?jīng)去除，那么再回到最初的原始狀態(tài)，就不成問(wèn)題了。整個(gè)這種過(guò)程，即不倒翁始終保持平衡的屬性，被稱為“平衡的穩(wěn)定性”。
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用簡(jiǎn)單點(diǎn)的白話來(lái)說(shuō)，就是：上輕下重的物體比較穩(wěn)定，即重心越低越穩(wěn)定。所以不論不倒翁如何“跌倒”，它總會(huì)再次“爬起來(lái)”。
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