不倒翁为什么不倒的原理(不倒翁小姐姐为什么不会倒?)

不倒翁为什么不倒的原理？大家好

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最近网络上

“大唐真人不倒翁”火的不行

还把不倒翁小姐姐送上了热搜

无数游客前往当地

只为一睹不倒翁小姐姐的风采

©微博

更有趣的是

此举还引发了“全民cos不倒翁”

比如小猪罗志祥

©爱奇艺 触电新闻

比如家里的毛孩子

©爱奇艺 触电新闻

比如把自己埋在泥地里的某兄台

©爱奇艺 触电新闻

当然了

这些都是假不倒翁

那么真正的不倒翁是如何做到不倒的呢

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不倒翁为什么不会倒

首先我们来看它的形状，通常不倒翁的上半部分是个质量较轻的物体，下半部分是质量偏重的实心半球体，它的重心很低，就在底部的半球体之中。

如果反过来上半部分偏重，很大几率会倒。

这就像用一个鸡蛋立在桌面上，用大头那边往往能立住，而用小头那边基本都会倒。

不倒翁小姐姐也说过，她们这些大唐真人不倒翁的表演人员体重一般不能过百。

当不倒翁直立在平面上时，会受到两个力的作用，一个是重力G，一个是平面对它的反作用力，这两个力的大小是相等的。

我们一起来复习一下中学物理，根据二力平衡定理，作用在同一物体的同一直线上，大小相等且方向相反的两个力就是平衡力，这也就是物体能保持静止不动的原因。

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不倒翁的底部大而圆滑，与平面只有一个接触点，当它受到外力作用而倾斜时，原本在同一垂直线上的重心和平面接触点就改变了。

在外力的作用下，重心会移到新接触点的左边或者右边，在这个过程中出现了一个概念，叫做力矩。

力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。

当不倒翁静止时，力矩为0。当受到外力倾斜时，重心和新的接触点不在同一直线上，并在重力的作用下就会绕接触点进行摆动，此时就会形成力矩。

这种力矩叫做抵抗力矩，正是因为抵抗力矩阻挡了外力的作用，再加上重力的原因，才会让不倒翁回到原位。

当受到向左的力时，接触点向左改变，此时重心就移到了接触点的右边，不倒翁就会向右摆动；反之，就会向左摆动。

当作用的外力越大时，不倒翁倾斜角度越大，从而重心到接触点的距离越大，抵抗力矩也随之增大，产生的摆动效果也就越大。

©皮妹儿手作

示意图 有误差

理论上，如果抵抗力矩刚好与外力施加的力矩相等时，不倒翁还会出现一种倾斜着的平衡。

但是，如果外力过大，导致外力力矩大于抵抗力矩，此时不倒翁也是会倒的！

所以在观看不倒翁小姐姐的表演时，为了安全起见，千万不要用力拉她。

话说回来，为什么他们选择用不倒翁来演绎大唐文化，而不是搞个大唐烟火秀、或者大唐歌舞秀什么的呢？

其实这很有可能和不倒翁的来历有关。

不倒翁的历史

历史上最早记载的不倒翁，就是在唐朝十分流行的“捕醉仙”，这名字听起来和酒沾边啊。

没错，这“捕醉仙”就是一种劝酒工具，是缓解“社交尴尬”的好帮手。

古时人们会将木头雕成一种下粗上细的人型，上面的人型又往往会涂成碧眼虬发的胡人形象，所以也叫“酒胡子”或者“劝酒胡”。

在唐代卢汪作的《酒胡子长歌》中写道：“胡貌类人，变有意趣，然而倾侧不定，缓急由人，不在酒胡也。”

在喝酒时，将“捕醉仙”放在桌子上，由年长者转动，当它停下来时，指向谁谁就要喝酒。

周而复始，其乐无穷。

所以用来在酒桌上娱乐、劝酒，这就是设计“捕醉仙”最初的目的。

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在宋朝时期，“捕醉仙”仍然主要履行着它劝酒的作用，宋代窦革在《酒谱酒令》中记载：“今之世，酒令其类尤多。有捕醉仙者，为禹人，转之以指席者。”

后来，有能人巧匠将“捕醉仙”进行改良，用纸或者泥土做成了各种各样大受欢迎的不倒翁玩具。

渐渐地，有关“捕醉仙”的记录开始被不倒翁取代。清代赵翼《陔馀丛考·卷三十三》中记载说：“儿童嬉戏有不倒翁，糊纸做醉汉状，虚其中而实其底，虽按捺旋转不倒也。”

民国时期的不倒翁玩具

©《不倒翁》鲁汉

著名的不倒翁

在世界上比较出名的不倒翁，还有日本的达摩。

达摩是日本的一种不倒翁摆设，模仿的是佛教禅宗开祖达摩的坐禅姿。

根据日本古籍《倭名灯聚钞》记载，达摩不倒翁的原型正是唐朝的“酒胡子”，也就是“捕醉仙”。

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达摩是从什么时候开始成为日本吉祥物的代表之一呢？

这还得从日本的达摩制作中心——高崎市说起。

1676年，中国僧人心越禅师来到日本，1697年在日本高崎建寺。

根据达摩寺的广濑住持介绍，200多年前，当地发生饥荒，为了度过这场灾难，当时的住持以心越禅师的达摩坐禅像为原型，开始教当地人制作“开运达摩”，以此来增加收入，后来，达摩就逐渐成为了颇受人们欢迎的吉祥物。

不同颜色的达摩可以祈求不同的方面，刚被制作出来的达摩眼睛通常是空白的，祈愿的时候画上一只眼睛，在愿望达成后再画上另外一只眼睛。

©百度百科

数学领域的不倒翁

除了应用在玩具、摆设上，不倒翁还给了数学家灵感。

在数学领域上，有个跟“薛定谔的猫”差不多，玄而又玄的东西，它叫“冈布茨”。

1995年俄罗斯数学家弗拉基米尔·阿诺尔德开了一个极大的脑洞，他想，世界上会不会存在一种特殊的三维凸均匀体，它们的形状各不相同，但却仅有一个稳定和一个不稳定的平衡点，可以像不倒翁一样推倒后还能站起来。

与之不同的是，不倒翁是不均匀的，它的质量集中在下半部，而冈布茨是个均匀的物体。

11年后，这个神奇的脑洞还真被证明了。

2006年，布达佩斯科技经济大学力学材料结构系主任加博尔·多莫科什和他之前的学生不仅证明了冈布茨的存在，还给构造了出来。

不过冈布茨的实物制造很难，有着很严格的精确度，根据科学家的研究，每10厘米只容许有0.1毫米误差。

©维基百科

最后还是提醒大家

为了生命安全

非专业人士请勿模仿哦！

以上

就是本期全部内容

把手给我

来源：费米科学

编辑：zyi