“平衡的小丑”的原理是什么

香鱼2023-05-06  23

“平衡的小丑”的原理:不倒翁原理;

不倒翁稳定性:

不倒翁在受到外力的作用时,就要失去平衡,而在外力去除后,不倒翁能自行回复到平衡状态,这说明不倒翁具有一种抵抗外力干扰保持平衡的能力,这就是平衡的稳定性。这种抵抗干扰保持平衡的能力的形成,应该从不倒翁的受力情况来看。

受力情况

第一,不倒翁平衡的受力情况。不倒翁在桌面上,受到两个外力的作用:一个是重力G,地球对不倒翁的吸引力;另一个是支持力,桌面对牛球体的反作用力。根据物体的平衡条件,只要这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,不倒翁就能够保持平衡的状态。

第二,不倒翁倾斜的受力情况。不倒翁倾斜时受到两个力矩的作用,我们称外力的作用为干扰,外力形成干扰力矩;另一个叫抵抗力矩,由自身的重力形成。本来不倒翁是直立的,由于外力的作用,外力对不倒翁与制成面的接触点产生力矩,使不倒翁倾斜,打破原来的平衡。

扩展资料:

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。

再比如像我们在科技馆看到的“锥体上滚”实验,也是这个道理,由于锥体的形状和两边轨道的形状,使它的重心在下降,但看起来好像在上升,向上滚与生活中的事实不符合。

但它只是一种假像,看到它的本质,还是重心降低了,因此重心越低越稳定。在生活中为增加物体的稳定性,我们常采用加重下面的重量,如电扇底座、话筒架、公共汽车站牌等。

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。

走钢丝的杂技演员,手持平衡棒也是为降低重心,达到平衡的目的。力学原理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。

不倒翁原理

1势能低的物体比较稳定,物体一定会向着势能低的状态变化。

当不倒翁倒下的时候,由于集中了大部分重心的底座被抬高,造成势能增加,所以不倒翁要回复原来的位置。

2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。

3还有就是底部为圆形,摩擦力小,便于不倒翁回到原来位置。

这个不应该是美食问题吧?

做不倒翁要看你用什么材料,如果是用蛋壳,就要把蛋的小头和背面打孔背面的孔稍大点并将里面的膜弄破,然后从小头的孔吹气,把蛋都吹出来,把蛋壳洗干净弄干,可以用电吹风吹干。然后放一些小钢珠(修自行车或者五金店里有卖)进蛋壳里(当然是从大一点的孔放进去),小钢珠的量大约是蛋的体积的五分之一左右,量少了不倒翁不能站立,多试几次,慢慢加,加到你满意为止;也可以用小石头、砂子代替小钢珠,小钢珠重量大,效果好。

小钢珠放进蛋壳后,将蛋壳竖立放好并固定,然后把502胶水(要用大瓶的,小瓶不够用)滴进去,使小钢珠和蛋壳粘在一起,胶水干后,就OK了。然后就是做些美化工作就行了。

如果不倒翁倒后不能站立或者站立得很慢,说明钢珠少了,需要再加些并用胶水粘好。小钢珠的量千万别超过蛋壳体积的三分之一,否则永远站不起来了。再一个就是小钢珠要粘在蛋壳底部,别粘歪了,否则就要变成斜不倒翁了

在不倒翁向下倾倒的时候,会因为在底部集中大部分重心而抬高,造成了其中势能的增加,所以不倒翁永远都会回到它先前的位置。不倒翁是中国一种很古老的玩具,最早出现的记录是在唐朝时期,形状看起来很像人,通常造型和重量上都会保持一致,用手轻轻晃动就会摇摆,然后重新恢复成为直立的状态,这种玩具出现以后,人们很快就根据它的原理研究出来不少新奇的小玩意,后人也常用不倒翁比喻立场摇摆不定的人,永远都不会让自己失去平衡倒下。

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