自制不倒翁
选用一个玩具塑料球,从中线处将球分成两个半球,再把一个较重的东西(如铅块或铁块)用胶布固定在半球内中心处(如图甲所示)。再用硬纸做成一个底面直径与半球直径相同的圆锥体(如图乙所示),并用彩笔在圆锥体上画上图案。再把圆锥体用胶布固定在半球上(如图丙所示),不倒翁就做好了。
不倒翁为什么不会倒?
大家都有这样的经验:平放的砖头很稳定,竖立着的砖头很容易翻倒;装着水的瓶子比空瓶站得稳。
从这些事例看,要使一个东西稳定,不会翻倒,需要满足两个条件:它的底面积要大,质量要尽可能集中在底部;也就是说,它的重心要低。重物的重心可以认为是物体的中心,是物体所受重力的作用点。
对所有物体来说,如果它的底面积越大,重心越低,那么,它就越稳定,越不容易翻倒。
不倒翁所以不会倒,就是因为它充分满足了上面的条件。因为不倒翁的整个身体都很轻,只是在它的底部有一个较重的东西(铅块或铁块),因此它的重心很低。另一方面,不倒翁的底面积大而圆滑。当不倒翁向一边倾倒时,由于支点(与桌面的接触点)发生变动,重心和支点就不再在同一条铅垂线上(如图所示),这时重力的作用会使它绕支点摆动,使不倒翁恢复正常的位置。不倒翁倾斜的程度越大,支点离开重心的水平距离就越大,重力产生的作用,使它恢复原位的趋势也就越显著,所以不倒翁是永远推不倒的。