做个快乐的不倒翁

谁没有见过不倒翁（图7-4）呢？小脑袋，圆肚皮，憨态可掬，无论你怎样掀它，它总是摇摇晃晃地又站了起来，永远也不会倒下。可是，你可曾知道，这是什么原因呢？

（图7-4）憨态可掬的不倒翁

大家都有这样的经验：平放的砖头很稳定，把砖头竖立起来就容易翻倒；瓶子里装了半瓶水很稳定，空瓶子或是装满水的瓶子就比较容易翻倒。从上面两个事例来看，要使一个物体稳定，不易翻倒，需要满足两个条件：第一，它的底面积要大；第二，它的重量要尽可能集中在底部，也就是说，它的重心要低。物体的重心可以认为是所受重力的合力作用点。对任何物体来说，如果它的底面积越大，重心越低，它就越稳定，越不容易翻倒。例如：塔形建筑物总是下面大上面尖；装运货物时，总是把重的东西放在下面，轻的东西放在上面。

了解了这些知识，我们再来看看不倒翁。不倒翁的整个身体都很轻，只是在它的底部有一块较重的铅块或铁块，因此它的重心很低；另一方面，不倒翁的底面大而圆滑，容易摆动。当不倒翁向一边倾斜时，由于支点（不倒翁和桌面的接触点）发生变动，重心和支点就不在同一条铅垂线上，这时候，不倒翁在重力的作用下会绕支点摆动，直到恢复正常的位置。不倒翁倾斜的程度越大，重心离开支点的水平距离就越大，重力产生的摆动效果也越大，使它恢复到原位的趋势也就越显著，所以不倒翁是永远推不倒的。

像不倒翁这样，原来静止物体在受到微小扰动后能自动恢复原位置的平衡状态，在物理学上叫做稳定平衡。而像乒乓球、足球、篮球等球状物体，在受到外力后，可以在任何位置继续保持平衡，这种状态称为随遇平衡。处于随遇平衡的物体，重心和支点始终在同一条铅垂线上，而且重心的高度保持不变。横放在桌上的铅笔，就是一种随遇平衡，不管它滚到哪儿，重心的高度是不变的。

科学小链接

重心

一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。质量均匀分布的物体（均匀物体），重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。物体的重心，不一定在物体上。