對任何物體來說,如果它的底麵積越大,重心越低,它就越穩定,越不容易翻倒。例如:塔形建築物總是下麵大上麵尖;裝運貨物時,總是把重的東西放在下麵,輕的東西放在上麵。

了解了這些知識,我們再來看看不倒翁。不倒翁的整個身體都很輕,隻是在它的底部有一塊較重的鉛塊或鐵塊,因此它的重心很低;另一方麵,不倒翁的底麵大而圓滑,容易擺動。當不倒翁向一邊傾斜時,由於支點(不倒翁和桌麵的接觸點)發生變動,重心和支點就不在同一條鉛垂線上,這時候,不倒翁在重力的作用下會繞支點擺動,直到恢複正常的位置。不倒翁傾斜的程度越大,重心離開支點的水平距離就越大,重力產生的擺動效果也越大,使它恢複到原位的趨勢也就越顯著,所以不倒翁是永遠推不倒的。

像不倒翁這樣,原來靜止物體在受到微小擾動後能自動恢複原位置的平衡狀態,在物理學上叫做穩定平衡。而像乒乓球、足球、籃球等球狀物體,在受到外力後,可以在任何位置繼續保持平衡,這種狀態稱為隨遇平衡。處於隨遇平衡的物體,重心和支點始終在同一條鉛垂線上,而且重心的高度保持不變。橫放在桌上的鉛筆,就是一種隨遇平衡,不管它滾到哪兒,重心的高度是不變的。

走鋼絲的雜技演員

走鋼絲是我國具有悠久曆史的雜技節目之一。看過這個節目的人,都會讚歎表演者的精湛技藝。

雜技演員踩在細細的鋼絲上,可謂毫無“立足之地”,但他們卻能在鋼絲上如履平地,靈活輕捷地表演出各種驚險和優美的動作,不時贏得觀眾們一陣陣的掌聲。

雜技演員走在鋼絲上,為什麼不會摔下來呢?

我們知道,不管什麼物體,如果要保持平衡,物體的重力作用線(通過重心的豎直線),必須通過支麵(物體與支持著它的物體的接觸麵),如果重力作用線不通過支麵,物體就要倒下來。

根據物體平衡的條件,這就要求表演走鋼絲的演員,始終使自己身體的重力作用線通過支麵——鋼絲。由於鋼絲很細,對人的支麵極小,一般人很難讓身體的重力作用線恰巧落在鋼絲上,隨時有倒下的危險。雜技演員走鋼絲時,伸開雙臂,左右擺動,就是為了調節身體的重心,將身體的重力作用線調整到鋼絲上,使身體重新恢複平衡。平時,我們也有這樣的生活經驗:當身體搖晃即將倒下時,我們也會立即擺動雙臂,使身體重新站穩。這時,我們也是依靠擺動雙臂來調整身體的重心哩。

有的雜技演員在表演走鋼絲時,手裏還拿了一根長長的竹竿,或者是花傘、拐棍、彩扇等其他東西。你千萬別以為這些東西是表演者多餘的負擔,恰恰相反,這些都是演員作為幫助身體平衡的輔助工具,它們起到了延長手臂的作用。

物體的“怪性”——慣性

當你坐在勻速行駛的汽車、火車、船或飛機上時,將一頂帽子垂直向上拋出去,它決不會落到後邊的座位上,而是重新落到你的手中。

這是為什麼呢?其實這是物體的慣性在起作用。物理學告訴我們:一切物體在不受外力作用時,總是保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。物體的這種性質就叫做慣性。也就是說在沒有外力幹預的情況下,運動起來的東西有保持運動的怪脾氣;同樣,不動的東西則有保持不動的嗜好。

生活中最常見的物體慣性的例子,恐怕要數坐在汽車上的乘客最能體會了:正在前進的汽車突然停下來,乘客就紛紛向前傾倒。這是因為汽車已經停止,而乘客由於慣性要保持原來速度前進的緣故。停在車站上的汽車突然起動的時候,乘客們又一個個身不由己地向後傾倒。這是因為汽車已經開始前進,而乘客由於慣性要保持靜止狀態的緣故。