不倒翁是一種古老的漢族兒童玩具，最早記載出現(xiàn)于唐代。形狀像人而在造形和重量上制成一經(jīng)觸動(dòng)就搖擺然后恢復(fù)直立狀態(tài)。不倒翁也可比喻某些善于應(yīng)付環(huán)境而能長(zhǎng)期保持自己權(quán)位的人，有貶義。

原理介紹

上輕下重的物體比較穩(wěn)定，也就是說(shuō)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(wú)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(lái)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(huà)筒架、公共汽車(chē)站牌等。

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。

平衡的穩(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(shuō)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(lái)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(xiàn)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(chēng)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(lái)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(lái)的平衡。

力學(xué)原理小結(jié)

綜上所述，這個(gè)原理的要點(diǎn)在于：使重力的作用線(xiàn)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(xiàn)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。

相關(guān)來(lái)歷

早在屬于母系社會(huì)的西安半坡村遺址中曾發(fā)掘到一種提水壺。這種水壺裝水時(shí)，就會(huì)往一邊傾斜，裝滿(mǎn)水后則會(huì)自動(dòng)立起來(lái)，非常方便于打水。到了先秦時(shí)期這種水壺演變成一種“飲器”，《荀子》中講到，孔子到魯桓公廟參觀，看見(jiàn)“飲器”，問(wèn)是什么東西。守廟者回答：這是放在座位右邊喝酒的用具，這種用具巧妙的很：當(dāng)它沒(méi)有裝酒的時(shí)候呈倒斜狀，酒裝的適中，就會(huì)立起來(lái)，而裝得太滿(mǎn)，又會(huì)傾倒。經(jīng)孔子“點(diǎn)撥”之后，后人就將這種東西放在座位右邊，用來(lái)提醒自己辦事做人要適中，不虛不滿(mǎn)。由此也就出現(xiàn)“座右銘”一詞。這些東西據(jù)考證，用的都是頭輕腳重的重心原理，就是不倒翁的前身。

最新資訊

“前面有不倒翁，走，去看看！”“演員好漂亮呀！”“快拍照，我要發(fā)朋友圈！”……日前，人流如織的南強(qiáng)集市，在街口舉行“南強(qiáng)不倒翁”活動(dòng)試演。通過(guò)借鑒西安“大唐不倒翁”活動(dòng)形式，在入口處設(shè)置“不倒翁”底座裝置，演員身穿漢服進(jìn)行表演，吸引了不少市民圍觀拍照。