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編號(hào):時(shí)間:20XX年X月X日XX文案頁碼:第頁不倒翁為什么不會(huì)倒的原因(精選3篇)用簡單點(diǎn)的白話來說,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”。一起來看看不倒翁為什么不會(huì)倒的原因,歡迎查閱!的我精心為您帶來了不倒翁為什么不會(huì)倒的原因(精選3篇),希望能夠幫助到大家。
不倒翁不倒的原因篇一不倒翁之所以不會(huì)倒,就是因?yàn)椴坏刮痰恼麄€(gè)身體都很輕,只是在它的底部有一個(gè)較重的東西(鉛塊或鐵塊)因此,它的重心很低。另一方面,不倒翁的底面積大而圓滑,容易擺動(dòng)。當(dāng)不翁向一邊傾斜時(shí),由于支點(diǎn)(和桌面的接觸點(diǎn))發(fā)生變動(dòng),重心和支點(diǎn)就不再在同一條重垂線上了,這時(shí)重力的作用會(huì)使它繞支點(diǎn)擺動(dòng),使不倒翁恢復(fù)正常的位置。不倒翁傾斜的程度越大,支點(diǎn)離開重心的水平距離就越大,重力產(chǎn)生的擺動(dòng)效果將隨著增加,使它恢復(fù)原位的趨勢(shì)也就越顯著,所以不倒翁是永遠(yuǎn)推不倒的。
不倒翁相關(guān)特征
形體結(jié)構(gòu)
不倒翁為空心殼體,重量很輕;下半身是一個(gè)實(shí)心的半球體,重量較大,不倒翁的重心就在半球體之內(nèi)。下面的半球體和支承面之間有一個(gè)接觸點(diǎn),這個(gè)半球體在支承面上滾動(dòng)時(shí),接觸點(diǎn)的位置就要發(fā)生改變。不倒翁始終用一個(gè)接觸點(diǎn)站立在支承面上,它永遠(yuǎn)是一個(gè)獨(dú)腳體。
穩(wěn)定性
不倒翁在受到外力的作用時(shí),就要失去平衡,而在外力去除后,不倒翁能自行回復(fù)到平衡狀態(tài),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(wěn)定性。這種抵抗干擾保持平衡的能力的形成,應(yīng)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(gè)外力的作用:一個(gè)是重力G,地球?qū)Σ坏刮痰奈?;另一個(gè)是支持力,桌面對(duì)牛球體的反作用力。根據(jù)物體的平衡條件,只要這兩個(gè)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(tài)。
第二,不倒翁傾斜的受力情況。不倒翁傾斜時(shí)受到兩個(gè)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(gè)叫抵抗力矩,由自身的重力形成。本來不倒翁是
直立的,由于外力的作用,外力對(duì)不倒翁與制成面的接觸點(diǎn)產(chǎn)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(chǎn)生力矩的,因?yàn)楸緛聿坏刮淌侵绷⒌模亓Φ淖饔镁€和支點(diǎn)位于同一直線上,力矩為零。由于外力的作用,不倒翁傾斜,半球體向一側(cè)滾動(dòng),接觸點(diǎn)隨之移動(dòng),形成了新的接觸點(diǎn),即形成了新的支點(diǎn),此時(shí)重力的作用線和原支點(diǎn)不在同一直線上,因而形成力矩,這就是抵抗力矩。正是由于抵抗力矩的形成和發(fā)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(shí)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(dāng)?shù)挚沽氐扔诟蓴_力矩時(shí),不倒翁就進(jìn)入新的平衡狀態(tài)傾斜的平衡狀態(tài),此時(shí)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后,原有的平衡破壞了,但新的平衡隨之形成,不倒翁可以接續(xù)地保持平衡,雖然平衡的方式不同,但平衡的本質(zhì)不變,這種便是動(dòng)態(tài)平衡。第三,不倒翁復(fù)原的受力情況。從勢(shì)能角度考慮,勢(shì)能低的物體比較穩(wěn)定,物體一定會(huì)向著勢(shì)能低的狀態(tài)變化。當(dāng)不倒翁倒下的時(shí)候,由于集中了大部分重心的底座被抬高,造成勢(shì)能增加,所以不倒翁要回復(fù)原來的位置。從杠桿原理來說,不倒翁倒下時(shí),重心的作用點(diǎn)一直處于端部,不管支點(diǎn)在哪里,雖然底座的力臂較短,但是力矩=力_力臂,不倒翁還是會(huì)因?yàn)榈鬃穷^力矩大而回復(fù)到原來位置。此外,不倒翁底部為圓形,摩擦力小,便于不倒翁回到原來位置。
在以上的整個(gè)過程中,建立新的平衡是其中主要的問題,因?yàn)橹挥腥绱瞬拍艿种仆饬Φ母蓴_,而回復(fù)原有的平衡則是次要問題,因?yàn)榇藭r(shí)外力的干擾已經(jīng)去除。在整個(gè)過程中不倒翁始終保持平衡的屬性,這便是平衡的穩(wěn)定性。
力學(xué)原理
綜上所述,這個(gè)原理的要點(diǎn)在于:使重力的作用線偏離支點(diǎn),使重力對(duì)支點(diǎn)產(chǎn)生力矩,即抵抗力距。由于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(shí)現(xiàn)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。
不倒翁的原理介紹
上輕下重的物體比較穩(wěn)定,也就是說重心越低越穩(wěn)定。當(dāng)不倒翁在豎立狀態(tài)處于平衡時(shí),重心和接觸點(diǎn)的距離最小,即重心最低。偏離平衡位置后,重心總是升高的。因此,這種狀態(tài)的平衡是穩(wěn)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?cè)诳萍拣^看到的“錐體上滾”實(shí)驗(yàn),也是這個(gè)道理,由于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(shí)不符合。但它只是一種假像,看到它的本質(zhì),還是重心降低了,因此重心越低越穩(wěn)定。在生活中為增加物體的穩(wěn)定性,我們常采用加重下面的重量,如電扇底座、話筒架、公共汽車站牌等。
利用重心這種特點(diǎn),還可以做許多有趣的實(shí)驗(yàn)和解釋一些現(xiàn)象。如可以做一個(gè)斤頭蟲,把一粒膠囊打開,裝入一個(gè)小滾珠,即可來回翻跟頭。我們常見一個(gè)盒子只放在桌上一點(diǎn),但卻不掉下去,這是因?yàn)楹凶涌孔雷拥囊活^,是重心所在,所以盒子懸空,但不掉下來。走鋼絲的雜技演員,手持平衡棒也是為降低重心,達(dá)到平衡的目的。一、力學(xué)原理
最常見的不倒翁是紙身、泥底,即用紙漿灌?;蛴脧U紙粘糊成形,再用泥土制成半圓形的底座,將二者粘合好之后,再在外表糊上凈紙,施以彩繪而成;也有的用木頭做底,底部中心固定上鐵塊和小石子;還有用小葫蘆挖凈內(nèi)瓤,內(nèi)部灌鉛做成的葫蘆;今天還有用雞蛋殼、舊乒乓球做成的小不倒翁。所有的這些不倒翁都有相同的特點(diǎn):上半身為空心殼體、下半身是一個(gè)實(shí)心的半球體,底部為圓形。這些特點(diǎn)使它們具有了一致的基本力學(xué)結(jié)構(gòu),都能達(dá)到“不倒”的效果。
不倒翁為什么不會(huì)倒篇二無論什么東西,重的一頭放得越低,支撐面越大,它就越穩(wěn),越不容易倒。工廠在生產(chǎn)不倒翁的時(shí)候,總是把不倒翁的下半部分做得很重,底部做成圓的,而且面積很大。所以不論你怎么推,它都會(huì)回到原來的位置,永遠(yuǎn)都不會(huì)倒的。
拓展
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。細(xì)心觀察,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。
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?
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)。
在這個(gè)過程中,新平衡的建立是重中之重,因?yàn)橹挥兄匦陆⑵胶?,才能消除外力的影響;既然外力影響已?jīng)去除,那么再回到最初的原始狀態(tài),就不成問題了。整個(gè)這種過程,即不倒翁始終保持平衡的屬性,被稱為“平衡的穩(wěn)定性”。
用簡單點(diǎn)的白話來說,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”。
不倒翁為什么不會(huì)倒篇三大家都有這樣的經(jīng)驗(yàn):平放的磚頭很穩(wěn)定,把磚頭豎立起來就容易翻倒;瓶子里裝了半瓶水穩(wěn)定,空瓶子或是裝滿水的瓶子就比較容易翻倒。從上面兩個(gè)事例來看,要使一個(gè)物體穩(wěn)定,不易翻倒,需要滿足兩個(gè)條件:第一,它的底面積要大;第二,它的重心要低。物體的重心可以認(rèn)為是其所受重力的合力作用點(diǎn)。
對(duì)任何物體來說,如果它的底面積越大,重心越低,它就越穩(wěn),越不容易翻倒。例如:塔形建筑物總是下面大上面尖;裝運(yùn)貨物時(shí),總是把重的東西放在下面,輕的東西放在上面。
了解了這些知識(shí),我們?cè)賮砜纯床坏刮?。不倒翁的整個(gè)身體都很輕,只是在它的底部有一塊較重的鉛塊或鐵塊,因此它的重心很低;另一方面,不倒翁的底面大而圓滑,容易擺動(dòng)。當(dāng)不倒翁向一邊傾斜時(shí),由于支點(diǎn)(不倒翁和桌面的接觸點(diǎn))發(fā)生變動(dòng),重心和支點(diǎn)就不在同一條鉛垂線上,這時(shí)候,不倒翁在重力的作用下會(huì)繞支點(diǎn)擺動(dòng),直到恢復(fù)正常的位置。不倒翁傾斜的程度越大,重心離開支點(diǎn)的水平距離就越大,重力產(chǎn)生的擺動(dòng)效果也越大,使它恢復(fù)到原位的趨勢(shì)也就越顯著,所以
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