东莞科技馆的“锥体上滚”,你知道它为什么能“不倒翁”吗?

周一的时候东莞科技馆闭馆啦!大家玩过不倒翁吗?那种晃动几下又能站稳的玩具,你知道它为什么能“不倒”吗?难道只是因为它形状怪异?或者是里面有什么秘密机关?这次就和我一起去看看吧!“锥体上滚”这个展品把双锥体放在轨道的低处,不用使劲推,你会发现它竟然会从低处自己往高处爬。这个现象其实是个错觉,虽然看着像往上走,实际上重心是在往下掉。因为中间鼓两头尖的形状和两边八字排开、宽窄不一的轨道,让锥体的重心在滚动过程中不断下降。 你仔细看一下轨道两边是个八字型,一端窄一端宽,而且窄的那边低。所以当你把双锥体放在窄端的时候,它中间鼓起来的部分架在上面。等到锥体滚到宽端的顶端时,两边尖尖的部位吊在轨道上。这样一来它看上去像是往上爬,但其实重心是一路往下掉的。 这个装置里影响滚动的参数主要有三个:轨道的坡度角α、双轨道的夹角γ还有双锥体的锥顶角β。β角是固定的,另外两个可以调。只要这三个角满足一定关系就会出现这种锥体自动往上滚的现象。 生活里也有很多利用“重心”原理的例子呢!为了让东西稳稳当当站着不动,人们常常把底座做得很大很重来降低重心。比如台灯、电扇还有衣帽架这些东西上面小下面大都有个大底座。 赛车的车身也很低矮就是为了降低重心减少翻车的风险。车子在急转弯时离心力想把车往外甩翻掉。如果车身太高了这种力量就更大了。所以赛车把重心压得极低让它更稳当高速转弯也不怕翻车。 不倒翁这种玩具就是一个很好的例子它上轻下重特别稳当。当它直直地站着的时候重心离地面最近也就是最低的状态。你要是把它推倒它就会摇晃然后自己回到原来的位置。因为被推的时候势能增加了它为了回到势能最低的地方就会自动扶正所以怎么摇晃都不会倒。 把科学带到生活中去观察发现真的太有趣了!来东莞科技馆亲眼看看“锥体上滚”这个展品吧!