为什么不倒翁在毛毯上会倒

不倒翁的原理很简单，早在我国母系社会时期的半坡人便已能熟练运用。他们发明了一种提水壶，学名尖底瓶，是当时的汲水工具。将空的瓶子用绳子系住双耳，然后抛入水中，因为重力而自动下沉，但是注满水后，又因为重心转移，瓶口朝上竖起，此时用绳将瓶拉倒岸边，从而实现汲水的功能。

虽然原理大致相同，但是关于不倒翁的前身，学者们普遍认同是由唐代的一种劝酒工具——捕醉仙转化而来。后来则不知哪位匠人突发灵感，而将此改制，成为一种头戴乌纱、身着官袍的不倒翁玩具，并快速得到孩童的喜爱与追捧。

我们小时候大约也都玩过不倒翁，上面我们也简单讲了一下它的前身历史，但是它究竟是靠什么力量而始终不倒呢？我们来细细地讲一讲。

首先，不倒翁是什么样子的呢？我们最常见的不倒翁是纸身、泥底，也有用木头、铁块或小石子为底的，但是不管用什么材料，不倒翁总有这么一些特点，即：上半身为空心壳体、下半身位实心半球体，底部的轮廓则是一个圆形。这些特点使它们具有了一致的基本力学结构,从而达到“不倒”的效果。

为什么这样就不会倒了呢？我们说过了，不倒翁上半身是一个空心壳体，重量很轻；下半身是一个实心的半球体，重量相对较大，所以不倒翁的重心是在下面较重的半球体之内。而半球体与其支承面之间只有一个支点，当半球体在支承面上滚动时，支点的位置也随之发生改变。信息观察，我们就可以发现，不倒翁始终都是用这么一个支点立于支承面之上的，即它什么时候都是一个独脚体。

虽然独脚，但是在不受外力的情况下，它所受的地球引力和地面对它的支持力是大小相等、方向相反、作用在一条直线上的一对平衡力，所以它可以保持平衡。那么当有外力作用的时候，它又是怎么保持平衡的呢？

受到外力后，不倒翁倾斜，并受到两个力矩的作用，一个是外力的干扰力矩，另一个则是不倒翁自身重力形成的抵抗力矩。根据杠杆原理，当不倒翁倒下时，重心的作用点一直处于端部，而且不管此时的支点在哪里，虽然底座的力臂较短，但是力矩却大，于是不倒翁便因为底座这边较大的力矩而恢复成原始状态，即直立状态。此外，因为不倒翁的底部为圆形，所受的摩擦力小，也便于它回到原始状态。

在这个过程中，新平衡的建立是重中之重，因为只有重新建立平衡，才能消除外力的影响；既然外力影响已经去除，那么再回到最初的原始状态，就不成问题了。整个这种过程，即不倒翁始终保持平衡的属性，被称为“平衡的稳定性”。

用简单点的白话来说，就是：上轻下重的物体比较稳定，即重心越低越稳定。所以不论不倒翁如何“跌倒”，它总会再次“爬起来”。

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其实，秘密就在不倒翁的底部。不倒翁的身体非常轻，工匠们把它的底部做成半球形，又在里面装上了铅块或者别的比较种的东西。这样不倒翁的重量就集中在了它的底部，起到了固定身体的作用。

其实，秘密就在不倒翁的底部。不倒翁的身体非常轻，工匠们把它的底部做成半球形，又在里面装上了铅块或者别的比较种的东西。这样不倒翁的重量就集中在了它的底部，起到了固定身体的作用。

其实，秘密就在不倒翁的底部。不倒翁的身体非常轻，工匠们把它的底部做成半球形，又在里面装上了铅块或者别的比较种的东西。这样不倒翁的重量就集中在了它的底部，起到了固定身体的作用。

相信大家对不倒翁都有了解，它也是我们童年最喜欢的玩具，从小到大都知道它是永远不会倒下的，就算是被认为的大力推倒也会马上还原立起来，真的无比的神奇，不倒翁为什么不倒呢？因为它受了外力的干扰导致它不会倒下。重心会发生改变。也和它的形状材料有关。

不倒翁倾斜的时候会受到力的作用，那个力我们暂时称之为外力，外力在某种条件下形成干扰力矩，抵抗的称为抵抗力矩，他们都是由不倒翁自身的重力所形成的，本来不倒翁就是直立的，那么在我们用手的推动下，它会产生运动，这个时候就打破了原来的平衡，就会发生倾斜，这时候就会产生刚刚所说的外力来达到和这个手的外力相互平衡的状态，形成干扰力矩。而且从物理的角度看，不倒翁本身是不会产生干扰力矩的，它的重力不会产生干扰力矩，而且重力的受力点和那个支点在一个线上面，不会产生刚刚说的力矩。

我们可以举出很多的例子来说明重力的作用点问题，比如我们需要平衡积木的时候，我们就需要找到一个支点来达到我们的目标，但是我们的积木是方形很难找到那个支点，但是为什么不管从那个方向推不倒翁它却很快的恢复原样呢？那是因为我们所了解的不倒翁都是椭圆型的，所以会有为什么只有不倒翁会稳定性这么好，唯独只有不倒翁会不倒。而且不光是这些原因还和它的材料有关，不倒翁都是上面轻下面重也是一个原因。

不倒翁作为我们生活中的一个玩物，给了我们很多的童年回忆，现在我们了解了它的原理那么我们可以去做一点有关的小实验让我们多多了解学习。
　　

对任何物体来说，如果它的底面积越大，重心越低，它就越稳定，越不容易翻倒。不倒翁的整个身体都很轻，只是在它的底部有一块较重的铅块或铁块，因此它的重心都很低。

另一方面，它的底面非常宽大而且平滑，当它倾斜向一边时，重心和桌面接触点不在同一条铅垂线上，重力的作用就会使他摆动。当不倒翁向左倾斜时，重心在接触点的右边，不倒翁就会在重力作用下向右倒；当不倒翁向右倾斜时，重心又跑到接触点左边，不倒翁则向左倒。

不倒翁倾斜得越厉害，摆动就越显著。摆动过程中能量会不断损失，当能量减到零，重力作用线刚好通过接触点，它就会停止摆动。不倒翁倾斜程度越大，重心离开支点的水平距离就越大，重力产生的摆动效果也越大，使它恢复到原位的趋势也就越显著，所以不倒翁是永远推不倒的。

不倒翁为什么不会倒？

其实，秘密就在不倒翁的底部。不倒翁的身体非常轻，工匠们把它的底部做成半球形，又在里面装上了铅块或者别的比较种的东西。这样不倒翁的重量就集中在了它的底部，起到了固定身体的作用。