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铁棒的平衡

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:大多数人会认为铁棒将停在水平位置上,他们认为唯一能使铁棒保持平衡的位置就是水平位置。如果想使他们相信这根支点恰好在重心上的铁棒在任何位置上都能保持平衡,根本不是一件容易的事情。所以他们就凭经验做出了结论,认为被支撑于轴上的铁棒想要保持平衡也必须是在水平位置上。后者是人们常见的情形,它带给人们的认识颇为根深蒂固,所以他们难以相信支撑于水平轴上的铁棒能在倾斜的位置上保持平衡。

取一根正中心有钻孔的铁棒,将一根结实的金属条穿过铁棒的穿孔,像图26中那样,使铁棒可以绕金属条转动,然后转动铁棒。你知道铁棒会停在什么位置吗?

图26铁棒处于平衡状态,转动铁棒后,它会停在哪个位置上呢

大多数人会认为铁棒将停在水平位置上,他们认为唯一能使铁棒保持平衡的位置就是水平位置。如果想使他们相信这根支点恰好在重心上的铁棒在任何位置上都能保持平衡,根本不是一件容易的事情。

为什么说服他们这么难?这些人一定是见过用绳子绑在棒子中间并把它吊起来的情景,这种情况下的确只有在水平位置上才能实现平衡。所以他们就凭经验做出了结论,认为被支撑于轴上的铁棒想要保持平衡也必须是在水平位置上。

不过被绳子吊起来的棒子和中心穿过铁条的铁棒所处的条件不一样。对于中心穿了铁条的铁棒来说,它的支点正好在重心上,它所呈现的状态被称为随遇平衡状态;而吊在绳子上的棒子的悬挂点处于比重心略高的位置(见图27),只有在重心与悬挂点位于同一条垂线上,或者说只有当这根棒子位于水平位置时,它才能实现静止(见图27右上)。后者是人们常见的情形,它带给人们的认识颇为根深蒂固,所以他们难以相信支撑于水平轴上的铁棒能在倾斜的位置上保持平衡。

图27 被一根绳子吊起来的棒子怎样保持平衡

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