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醒酒器不倒翁(醒酒器不倒翁清倉)

不倒翁來源于哪個(gè)朝代?發(fā)生了什么故事?原理是什么?

不倒翁來源于哪個(gè)朝代?發(fā)生了什么故事?原理是什么?

不倒翁原理

不倒翁是一種歷史悠久的玩具,特別受到各個(gè)年代兒童們的喜愛。清代文人魏崧在《壹是紀(jì)始》寫到:“不倒翁始于唐。”他據(jù)《唐摭言》中的記載:“盧連舉不第,賦《酒胡子》長篇以寓意,序日:‘巡觴之胡,旋轉(zhuǎn)由人。’今謂之不倒”,這便是不倒翁的最初模型。而后漸漸流傳至今,演變成為哄逗幼兒的玩具,給兒童乃至大人們?cè)鎏砹藷o窮樂趣。那么,在我們學(xué)習(xí)了大學(xué)《理論力學(xué)》之后,便可以較為確切的從力學(xué)上來分析不倒翁的原理,并了解其在日常生活生產(chǎn)中的相關(guān)應(yīng)用。

一、力學(xué)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(diǎn):上半身為空心殼體、下半身是一個(gè)實(shí)心的半球體,底部為圓形。這些特點(diǎn)使它們具有了一致的基本力學(xué)結(jié)構(gòu),都能達(dá)到“不倒”的效果。

1.不倒翁的形體結(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。

2.不倒翁的平衡的穩(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(gè)外力的作用:一個(gè)是重力G,地球?qū)Σ坏刮痰奈Γ涣硪粋€(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,打破原來的平衡。此外,本來重力是不產(chǎn)生力矩的,因?yàn)楸緛聿坏刮淌侵绷⒌模亓Φ淖饔镁€和支點(diǎn)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(cè)滾動(dòng),接觸點(diǎn)隨之移動(dòng),形成了新的接觸點(diǎn),即形成了新的支點(diǎn),此時(shí)重力的作用線和原支點(diǎn)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(shí)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(dāng)?shù)挚沽氐扔诟蓴_力矩時(shí),不倒翁就進(jìn)入新的平衡狀態(tài)——傾斜的平衡狀態(tài),此時(shí)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(dòng)態(tài)平衡。

第三,不倒翁復(fù)原的受力情況。從勢(shì)能角度考慮,勢(shì)能低的物體比較穩(wěn)定,物體一定會(huì)向著勢(shì)能低的狀態(tài)變化。當(dāng)不倒翁倒下的時(shí)候,由于集中了大部分重心的底座被抬高,造成勢(shì)能增加,所以不倒翁要回復(fù)原來的位置。從杠桿原理來說,不倒翁倒下時(shí),重心的作用點(diǎn)一直處于端部,不管支點(diǎn)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(huì)因?yàn)榈鬃穷^力矩大而回復(fù)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(gè)過程中,建立新的平衡是其中主要的問題,因?yàn)橹挥腥绱瞬拍艿种仆饬Φ母蓴_,而回復(fù)原有的平衡則是次要問題,因?yàn)榇藭r(shí)外力的干擾已經(jīng)去除。在整個(gè)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(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。

二、不倒翁原理的應(yīng)用

不倒翁力學(xué)原理在人們的生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。在建筑設(shè)計(jì)、玩具制造、生活用品、汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)“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(shè)施的常見的不倒翁玩具 不倒翁式水杯 不倒翁式沙袋

在玩具、生活用品、體育器材方面,如上圖所示:不倒翁杯為涉及一種杯狀盛物的器皿,其特征是:上輕下重內(nèi)空,加厚的圓弧形底部,重量集中于杯體底部中心,底部接觸面很小,移動(dòng)時(shí)杯體可搖晃。不倒翁沙袋是一種常見的體育鍛煉器械,它依靠其鐵質(zhì)材料的底盤來穩(wěn)定重心,使絕大部分的重量都集中在很低的位置,上部?jī)H為很輕的軟質(zhì)泡沫或其他物質(zhì),即使受到較強(qiáng)的外力作用,沙袋也不會(huì)傾倒。類似的還有電扇底座、話筒架、公共汽車站牌等。 西安小雁塔 汽車操控性能因不倒翁原理而提高

在建筑設(shè)計(jì)、汽車結(jié)構(gòu)方面,如上圖所示:有1300年歷史的西安小雁塔,歷經(jīng)幾十次地震而不倒,史載大地震曾使其3次開裂又3次復(fù)合,尤其是1556年的一次地震將其由56米的完整高度震為43米的現(xiàn)存高度,但是至今其塔身不傾斜,讓人驚奇。原因何在?小雁塔塔基四周直徑60米左右的地下,由外至塔基中心處的夯土層逐漸加深,中心部位是數(shù)層青石,上面用磚砌出塔基,同時(shí)地面壘了三米高的臺(tái)基,其正上方才是塔身。這使得此塔整體上好似不倒翁一般,故雖經(jīng)千年而無大恙。汽車在設(shè)計(jì)制造時(shí),通過增加底盤占整個(gè)車體重量的比例,降低汽車的重心,可以使汽車在緊急剎車或者轉(zhuǎn)彎時(shí),保持平衡狀態(tài),避免撞車、翻車等危及生命安全的交通事故的發(fā)生,用不倒翁原理提高了汽車的操控性能。

此外,我們?cè)诳萍拣^看到的“錐體上滾”實(shí)驗(yàn),手持平衡棒的走鋼絲雜技演員,太極拳里面的身體半蹲姿勢(shì)等,都利用到了不倒翁原理。

三、感悟

一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的力學(xué)原理,就可以帶給我們這么多的創(chuàng)造和樂趣,在我完成這篇文章時(shí),我深深地感受到了自然科學(xué)的力量。

學(xué)習(xí)好《理論力學(xué)》等基礎(chǔ)的自然科學(xué)課程,對(duì)我們今后的個(gè)人發(fā)展,乃至為推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步,都有著十分重要的意義。就像不倒翁一樣,我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的知識(shí),正是不倒翁那個(gè)厚重的底座部分,底座的重量達(dá)到要求,才能使我們更高層次的學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)立于不敗之地。

不倒翁的來歷

不倒翁的來歷

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,裝滿水后則會(huì)自動(dòng)立起來,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“飲器”,問是什么東西。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)它沒有裝酒的時(shí)候呈倒斜狀,酒裝的適中,就會(huì)立起來,而裝得太滿,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,用來提醒自己辦事做人要適中,不虛不滿。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,很可能就是不倒翁的前身。 但作為玩具的不倒翁則起源于唐朝的“酒胡子”。“酒胡子”不倒翁是用紙糊的,中間空、底下實(shí),將它左右搖擺但不倒象個(gè)醉漢,是用來譏諷和勸戒少喝酒的,以免醉成“酒胡子”。 那么為何酒胡子的醉人形象后來竟成了老翁形象,則沒有文字記載,可能是老人容易跌倒的緣故吧。由于不倒翁扳倒后能自動(dòng)豎立起來,我國民間又有叫他“撥不倒”或“扳不倒兒”。而在英文中的名字卻叫“中國翻轉(zhuǎn)者”,這表明這個(gè)玩具原來是可以翻轉(zhuǎn)的,而且是中國發(fā)明的。 不倒翁除了紙糊的以外,還有用泥土、木頭制作的。后來義發(fā)展到陶制、瓷制和塑料制品,除了老翁形象外,也有制成童子等造型的。 那么不倒翁為什么不會(huì)倒呢?一方面因?yàn)樗陷p下重,底部有一個(gè)較重的鐵塊,所以重心很低;另一方面,不倒翁的底面大而圓滑,當(dāng)它向一邊傾斜時(shí),它的重心和桌面的接觸點(diǎn)不在同一條鉛垂線上,重力作用會(huì)使它向另外一邊擺動(dòng)。比如,當(dāng)不倒翁向左倒時(shí),重心和重力作用線在接觸點(diǎn)的右邊,在重力作用下,不倒翁就又向右倒。當(dāng)?shù)瓜蛴疫厱r(shí),重心和重力作用線又跑到接觸點(diǎn)左邊,迫使不倒翁再向左倒。不倒翁就是這樣擺過來,又?jǐn)[過去,直到因?yàn)槟Σ梁涂諝庾枇Γ芰恐饾u損失,減少到零時(shí),重力作用線恰好通過接觸點(diǎn),它才不會(huì)繼續(xù)擺動(dòng)。

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不倒翁原理是什么?

不倒翁原理 上輕下重的物體比較穩(wěn)定,也就是說重心越低越穩(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、話筒架、公共汽車站牌等。 利用重心這種特點(diǎn),還可以做許多有趣的實(shí)驗(yàn)和解釋一些現(xiàn)象。如可以做一個(gè)斤頭蟲,把一粒膠囊打開,裝入一個(gè)小滾珠,即可來回翻跟頭。我們常見一個(gè)盒子只放在桌上一點(diǎn),但卻不掉下去,這是因?yàn)楹凶涌孔雷拥囊活^,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(dá)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(gè)半球。在一個(gè)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(gè)半球外粘一個(gè)圓錐形的帽子,成為不倒翁上部。將兩個(gè)半球扣合后,畫上面部,就制成了。

不倒翁的原理和制作方法。(通俗易懂)

不倒翁原理

1.勢(shì)能低的物體比較穩(wěn)定,物體一定會(huì)向著勢(shì)能低的狀態(tài)變化。

當(dāng)不倒翁倒下的時(shí)候,由于集中了大部分重心的底座被抬高,造成勢(shì)能增加,所以不倒翁要回復(fù)原來的位置。

2.從杠桿原理來說,不倒翁倒下時(shí),重心的作用點(diǎn)一直處于端部,不管支點(diǎn)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(huì)因?yàn)榈鬃穷^力矩大而回復(fù)到原來位置。

3.還有就是底部為圓形,摩擦力小,便于不倒翁回到原來位置。

做不倒翁要看你用什么材料,如果是用蛋殼,就要把蛋的小頭和背面打孔背面的孔稍大點(diǎn)并將里面的膜弄破,然后從小頭的孔吹氣,把蛋都吹出來,把蛋殼洗干凈弄干,可以用電吹風(fēng)吹干。然后放一些小鋼珠(修自行車或者五金店里有賣)進(jìn)蛋殼里(當(dāng)然是從大一點(diǎn)的孔放進(jìn)去),小鋼珠的量大約是蛋的體積的五分之一左右,量少了不倒翁不能站立,多試幾次,慢慢加,加到你滿意為止;也可以用小石頭、砂子代替小鋼珠,小鋼珠重量大,效果好。

小鋼珠放進(jìn)蛋殼后,將蛋殼豎立放好并固定,然后把502膠水(要用大瓶的,小瓶不夠用)滴進(jìn)去,使小鋼珠和蛋殼粘在一起,膠水干后,就OK了。然后就是做些美化工作就行了。

如果不倒翁倒后不能站立或者站立得很慢,說明鋼珠少了,需要再加些并用膠水粘好。小鋼珠的量千萬別超過蛋殼體積的三分之一,否則永遠(yuǎn)站不起來了。再一個(gè)就是小鋼珠要粘在蛋殼底部,別粘歪了,否則就要變成斜不倒翁了

不倒翁的制作原理(物理)詳細(xì)一點(diǎn)~!

物體的穩(wěn)態(tài)有幾種情況 其中重心離接觸面最近時(shí)是最穩(wěn)的,所謂不倒翁就是利用這個(gè),他通過設(shè)計(jì)是正立是接觸點(diǎn)剛好離離重心最近.

一個(gè)公公精神好,從早到晚不睡覺,身體雖小力氣大,千人萬人推不倒,這是什么東西

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).

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不倒翁怎么做

玩具不倒翁的制作:

將雞蛋殼的一段,開個(gè)小孔,塞進(jìn)口香糖的殘?jiān)屍淠軌蛑绷ⅰT僭谏习氩慨嬌厦济⒀劬Α⒆彀停统闪艘恢徊坏刮獭?/p>

做不倒翁要看你用什么材料,如果是用蛋殼,就要把蛋的小頭和背面打孔背面的孔稍大點(diǎn)并將里面的膜弄破,然后從小頭的孔吹氣,把蛋都吹出來,把蛋殼洗干凈弄干,可以用電吹風(fēng)吹干。然后放一些小鋼珠(修自行車或者五金店里有賣)進(jìn)蛋殼里(當(dāng)然是從大一點(diǎn)的孔放進(jìn)去),小鋼珠的量大約是蛋的體積的五分之一左右,量少了不倒翁不能站立,多試幾次,慢慢加,加到你滿意為止;也可以用小石頭、砂子代替小鋼珠,小鋼珠重量大,效果好。

小鋼珠放進(jìn)蛋殼后,將蛋殼豎立放好并固定,然后把502膠水(要用大瓶的,小瓶不夠用)滴進(jìn)去,使小鋼珠和蛋殼粘在一起,膠水干后,就OK了。然后就是做些美化工作就行了。

如果不倒翁倒后不能站立或者站立得很慢,說明鋼珠少了,需要再加些并用膠水粘好。小鋼珠的量千萬別超過蛋殼體積的三分之一,否則永遠(yuǎn)站不起來了。再一個(gè)就是小鋼珠要粘在蛋殼底部,別粘歪了,否則就要變成斜不倒翁了

不倒翁的原理

它的重心比較低.當(dāng)你將它傾斜以后,它的重力與它的著地點(diǎn)之間就產(chǎn)生了一個(gè)力矩,由于這個(gè)力矩的作用,使不倒翁要恢復(fù)原來的狀態(tài),所以不倒翁就不停地?fù)u擺起來,就是不會(huì)倒下去.所以,重心一低,穩(wěn)度也就大大地提高了 1.勢(shì)能低的物體比較穩(wěn)定,物體一定會(huì)向著勢(shì)能低的狀態(tài)變化. 當(dāng)不倒翁倒下的時(shí)候,由于集中了大部分重心的底座被抬高,造成勢(shì)能增加,所以不倒翁要回復(fù)原來的位置. 2.從杠桿原理來說,不倒翁倒下時(shí),重心的作用點(diǎn)一直處于端部,不管支點(diǎn)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(huì)因?yàn)榈鬃穷^力矩大而回復(fù)到原來位置. 3.還有就是底部為圓形,摩擦力小,便于不倒翁回到原來位置

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