不倒翁小姐姐为什么不会倒?

不倒翁小姐姐为什么不会倒?
2019年12月18日 11:13 新浪科技综合

  来源:费米科学

  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。

  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。

  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。

©百度百科©百度百科

  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民国时期的不倒翁玩具

  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”。

  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。

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  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 ©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!

不倒翁姐姐
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