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)觸動就搖擺然后恢復直立狀態(tài)。不倒翁也可比喻某些善于應付環(huán)境而能長期保持自己權位的人，有貶義。小朋友們肯定會問，為什么不倒翁會不倒呢?下面就由小編來講解一下吧!

　　當不倒翁在豎立狀態(tài)處于平衡時，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。所以不倒翁無論如何搖擺，總是不倒的。再比如像我們在科技館看到的“錐體上滾”實驗，也是這個道理，由于錐體的形狀和兩邊軌道的形狀，使它的重心在下降，但看起來好像在上升，向上滾與生活中的事實不符合。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、話筒架、公共汽車站牌等。

　　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(xiàn)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。走鋼絲的雜技演員，手持平衡棒也是為降低重心，達到平衡的目的。

　　不倒翁的自制方法：選用球形塑料中藥丸的包裝盒，這種盒可以從中間打開，正好是兩個半球。在一個半球內(nèi)放入適量的橡皮泥或濕膠泥，成為不倒翁的底部，在另一個半球外粘一個圓錐形的帽子，成為不倒翁上部。將兩個半球扣合后，畫上面部，就制成了。

　　一、力學原理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，再用泥土制成半圓形的底座，將二者粘合好之后，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(nèi)瓤，內(nèi)部灌鉛做成的“葫蘆”;今天還有用雞蛋殼、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。

　　1.不倒翁的形體結構

　　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(nèi)。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(fā)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。

　　2.不倒翁的平衡的穩(wěn)定性

　　不倒翁在受到外力的作用時，就要失去平衡，而在外力去除后，不倒翁能自行回復到平衡狀態(tài)，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(wěn)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。

　　3.不倒翁的受力情況有三種

　　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?qū)Σ坏刮痰奈?另一個是支持力，桌面對牛球體的反作用力。根據(jù)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(tài)。

　　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，由于外力的作用，外力對不倒翁與制成面的接觸點產(chǎn)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(chǎn)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于同一直線上，力矩為零。由于外力的作用，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。正是由于抵抗力矩的形成和發(fā)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?shù)挚沽氐扔诟蓴_力矩時，不倒翁就進入新的平衡狀態(tài)——傾斜的平衡狀態(tài)，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后，原有的平衡破壞了，但新的平衡隨之形成，不倒翁可以接續(xù)地保持平衡，雖然平衡的方式不同，但平衡的本質(zhì)不變，這種便是動態(tài)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(wěn)定，物體一定會向著勢能低的狀態(tài)變化。當不倒翁倒下的時候，由于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于端部，不管支點在哪里，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，便于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(jīng)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(wěn)定性”。

　　4.力學原理小結　　綜上所述，這個原理的要點在于：使重力的作用線偏離支點，使重力對支點產(chǎn)生力矩，即抵抗力距。由于不倒翁傾斜的角度不斷增大，重力作用線的偏移量隨之增大，抵抗力矩也隨之增大，最終實現(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。

　　二、不倒翁原理的應用不倒翁力學原理在人們的生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。在建筑設計、玩具制造、生活用品、汽車結構設計以及體育健身等方面，不倒翁原理不僅帶給了人們樂趣，人們還對“上輕下重的物體因重心低而更加穩(wěn)定”加以充分利用，較大的提高了各種設施的常見的不倒翁玩具、不倒翁式水杯

　　小編相信這樣說，大家都明白了!