钟摆原理,不倒翁是什么原理理论上能做多大的

不倒翁是根据平衡的稳定性制作的钟摆原理。

钟摆原理,不倒翁是什么原理理论上能做多大的

在重力和支持力作用下处于平衡的物体,在稍微偏离平衡位置之后,如果重心升高,平衡就是稳定平衡;如果重心降低,平衡就是不稳平衡;如果重心的高度不变,平衡就是随遇平衡。

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不倒翁偏离平衡位置之后,它的重心变高,水往低处流嘛!那它就要回到初始的位置。

理论上讲,只要能保证搬倒后重心是升高的,那你想做多大做多大。

图6-16表示放在凹面底部、凸面顶部和平面上的小球,它们所受的重力和支持力大小相等方向相反,都处在平衡位置.前面说过,各种各样的偶然因素会使物体稍微偏离平衡位置,使平衡遭到破坏.我们研究平衡是否稳定,就是要看平衡遭到破坏之后,物体是否能够回到原来的平衡位置.放在凹面底部的小球稍微偏离平衡位置之后,小球的重心升高,重力和支持力不再保持平衡,重力的作用是使小球回到平衡位置,恢复平衡.从图6-16看出,这时重力和支持力的合力是指向平衡位置的这种平衡叫做稳定平衡.放在凸面顶部的小球稍微偏离平衡位置之后,小球的重心降低,重力和支持力也不再保持平衡,重力的作用是使小球继续远离原来的位置而不能恢复平衡.从图6-16看出,这时重力和支持力的合力是指向远离平衡位置的方向的这种平衡其实很难实现,叫做不稳平衡平面上的小球偏离原来的位置之后,重心的高度不变,重力和支持力依然保持平衡,也就是说,小球在平面的任何位置都能平衡这种平衡叫做随遇平衡.

上面讨论了有支点的物体的平衡,这对有支轴的物体的平衡也是正确的

图6-17表示有支轴的物体的三种平衡情况.在这三种情况中重力的作用线都通过支轴,力矩为零,物体都处于平衡位置在第一种情形里,物体的重心在支轴的正下方,物体稍微偏离平衡位置之后,重心升高,重力的力矩将使物体回到原来的位置,恢复平衡,因而属于稳定平衡.在第种情形里,物体的重心在支轴的正上方,稍微偏离平衡位置之后,重心降低,重力的力矩将使物体继续远离原来的位置而不能恢复平衡.这种平衡也很难实现,属于不稳平衡在第三种情形里,物体的重心就在支轴上,物体偏离原来的位置之后,重心的高度不变,重力的力矩仍旧为零,物体在任何位置都能平衡因而属于随遇平衡。

以上内容参考了旧高中物理教材。

2022-06-11

2022-06-11