Ⅰ 不倒翁的工作原理是
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,不倒翁能自行回復到平衡狀態,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;另一個是支持力,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。從杠桿原理來說,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。
Ⅱ 不倒翁是什麼原理啊,有沒有詳細的解說
不倒翁原理
1.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。
2.從杠桿原理來說,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。
3.還有就是底部為圓形,摩擦力小,便於不倒翁回到原來位置。
Ⅲ 不倒翁怎麼做原理是什麼
做不倒翁的方法如下:
1.准備材料:雙面膠/蛋殼/橡皮泥/膠水/剪刀/馬克筆/圓規/卡紙
不倒翁的原理如下:
物體的重心越低越穩定,不倒翁在豎立狀態時,重心最低。當我們推它時,不倒翁偏離平衡位置,重心是升高的。為了趨於穩定,重心總是要回到最低位置(即豎立狀態),所以不倒翁無論如何搖擺,總是不倒的。
從杠桿原理來說,不倒翁傾斜以後,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。由於這個力矩的作用,使不倒翁要恢復原來的狀態。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。
Ⅳ 不倒翁怎麼晃都不倒的原理到底是什麼
不倒翁的工作原理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。
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: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。
利用重心這種特點,還可以做許多有趣的實驗和解釋一些現象。如可以做一個斤頭蟲,把一粒膠囊打開,裝入一個小滾珠,即可來回翻跟頭。我們常見一個盒子只放在桌上一點,但卻不掉下去,這是因為盒子靠桌子的一頭,是"重心"所在,所以盒子懸空,但不掉下來。
Ⅳ 不倒翁的工作原理是什麼
不倒翁的工作原理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。
從杠桿原理來說,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。
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。
(5)不倒翁是杠桿原理擴展閱讀
最常見的不倒翁是紙身、泥底,即用紙漿灌模或用廢紙粘糊成形,再用泥土 製成半圓形的底座,將二者粘合好之後,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瓤,內部灌鉛做成的"葫蘆"。
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: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。
利用重心這種特點,還可以做許多有趣的實驗和解釋一些現象。如可以做一個斤頭蟲,把一粒膠囊打開,裝入一個小滾珠,即可來回翻跟頭。我們常見一個盒子只放在桌上一點,但卻不掉下去,這是因為盒子靠桌子的一頭,是"重心"所在,所以盒子懸空,但不掉下來。
Ⅵ 不倒翁是什麼原理
不倒翁原理
1.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。
2.從杠桿原理來說,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。
3.還有就是底部為圓形,摩擦力小,便於不倒翁回到原來位置。
Ⅶ 不倒翁原理是什麼
不倒翁原理
1.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。
2.從杠桿原理來說,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。
3.還有就是底部為圓形,摩擦力小,便於不倒翁回到原來位置。
Ⅷ 重心低的問題,不倒翁的杠桿原理是啥
當不倒翁向左傾斜時,重心向左移了,同時支點也向左移了,但支點移動的距離比重心大,即重心的豎直線還在支點的右側,這時重力產生的力矩是順時針的。
或者我們取一個極限值,讓不倒翁平躺下,支點在不倒翁的一半的位置,重心還是在底部的位置。