不倒翁的不倒之谜

大家都知道“不倒翁”是儿童常玩的一个玩具，又叫“扳不倒”。这种玩具就是无论你怎么弄到它，它总会站起来，似乎保持直立才是它的本性。那么，你有没有想过不倒翁为什么不倒，那么本篇文章就给你揭晓答案。

“不倒翁”是一个底座很重，而上部分很轻的一个物体，底座不是平的，而是一个类似于圆球状的曲面。不倒翁的重心靠近下部分，相比于下部分，上部分所受重力可以看作忽略不计。

从物理学角度向大家解释“不倒翁”不倒之谜。下面看不倒翁的一个受力分析图，是不倒翁不倒时的受力分析图：

“不倒翁”受到重力和支持力（未画出），与地面的接触点是O点，支持力是一种弹力，作用在接触点上，可知支持力对O点的力矩为零，“不倒翁”质量分布均匀，则重力作用线过O点，所以，重力对O点的力矩也为零。而重力与支持力是一对平衡力，合力为零。因此在这种受力状态下，不倒翁是一种平衡状态，合力为零，力矩也为零，因此不对它施加外在力矩，它不会倒。

当“不倒翁”被推倒后，受力如下图：这种情况下，“不倒翁”仍受到重力和支持力（未画出）。这时“不倒翁”与地面的接触点变成了O1，支持力作用点是O1点，因此支持力对O1点的力矩仍为零，但重力对O1点的力矩不再为零，“不倒翁”不再处于平衡状态，从图中可以看到“不倒翁”向右倾斜，则重力的力矩向左，因此不倒翁最终会向左转动。直到完全平衡，即处于竖直状态。当“不倒翁”向左倒后，重力会产生一个向右的力矩，最终把“不倒翁”向右复位，并处于竖直状态。

上述就是“不倒翁”的不倒之谜，你看明白了吗？任何一个物体的运动状态都对应一个受力情况，力是改变物体运动状态的原因。只有找到根本原因，才会揭开事情的真正奥秘。

网址：不倒翁的不倒之谜 http://c.mxgxt.com/news/view/801140

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