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不倒翁的原理应用

不倒翁力学原理在人们的生产生活中有着广泛的应用。在建筑设计、玩具制造、生活用品、汽车结构设计以及体育健身等方面，不倒翁原理不仅带给了人们乐趣，人们还对"上轻下重的物体因重心低而更加稳定"加以充分利用，较大的提高了各种设施的常见的不倒翁玩具、不倒翁式水杯、不倒翁式沙袋。

在玩具、生活用品、体育器材方面，不倒翁杯为涉及一种杯状盛物的器皿，其特征是：上轻下重内空，加厚的圆弧形底部，重量集中于杯体底部中心，底部接触面很小，移动时杯体可摇晃。不倒翁沙袋是一种常见的体育锻炼器械，它依靠其铁质材料的底盘来稳定重心，使绝大部分的重量都集中在很低的位置，上部仅为很轻的软质泡沫或其他物质,即使受到较强的外力作用，沙袋也不会倾倒。类似的还有电扇底座、话筒架、公共汽车站牌等。西安小雁塔汽车操控性能因不倒翁原理而提高在建筑设计、汽车结构方面，有1300年历史的西安小雁塔，历经几十次地震而不倒，史载大地震曾使其3次开裂又3次复合，尤其是1556年的一次地震将其由56米的完整高度震为43米的现存高度，但是其塔身不倾斜，让人惊奇。原因何在？小雁塔塔基四周直径60米左右的地下，由外至塔基中心处的夯土层逐渐加深，中心部位是数层青石，上面用砖砌出塔基，同时地面垒了三米高的台基，其正上方才是塔身。这使得此塔整体上好似不倒翁一般，故虽经千年而无大恙。汽车在设计制造时，通过增加底盘占整个车体重量的比例，降低汽车的重心，可以使汽车在紧急刹车或者转弯时，保持平衡状态，避免撞车、翻车等危及生命安全的交通事故的发生，用不倒翁原理提高了汽车的操控性能。此外，在科技馆看到的"锥体上滚"实验，手持平衡棒的走钢丝杂技演员，太极拳里面的身体半蹲姿势等，都利用到了不倒翁原理。

不倒翁的历史探究

清代史学家、文学家赵翼在《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。”另据五代王定保所撰《唐摭言》中显示，不倒翁是由唐代的“捕醉仙”转化而来，“捕醉仙”当时又叫“劝酒胡”、“酒胡子”，是古代人们劝酒的一种工具。用木头刻成人形，上部细，下部粗。饮酒时，人们围桌而坐，把“捕醉仙”放在一只盘子里置于桌子中间，由年龄长者开始用手捻转，使之呈旋转状，当它停下来时，手指向谁谁就饮酒，然后由饮了酒者接着捻转，如此往复，直到尽兴为止。宋代窦革所着《酒谱酒令》一书中对此有详细记载：“今之世，酒令其类尤多。有捕醉仙者，为禹人，转之以指席者。”南宋张邦基在《墨庄漫录》中对这一劝酒工具的制作和使用也进行了记述：“饮席刻木为人，而锐其下，置于盘中，左右攲侧，僛僛然如舞状，久之力劲乃静。视其传筹所至，酬之以杯，谓之劝酒胡。”唐代卢汪晚年时曾作有《酒胡子长歌》一篇，其中记叙道：“胡貌类人，变有意趣，然而倾侧不定，缓急由人，不在酒胡也。”后来，不知是哪位民间艺人见此“捕醉仙”煞是喜人，便加以改进，制成了头戴乌纱、身着官袍的不倒翁玩具，并很快受到人们尤其是孩子们的欢迎。

这一玩具出现以后，人们根据其具有扳倒后能马上自动直立起来的特点，便以不倒翁之称来讽刺那些巧于保持自己地位和靠耍弄权术而经久不倒的人。明代江南才子徐文长曾以《不倒翁》为题写过一首诗：“乌纱玉带俨然官，此翁原来泥半团；忽然将你来打碎，通身上下无心肝。”此诗妙在一语双关，将封建社会那些表面上正人君子，实际上没有心肝的官僚刻画得惟妙惟肖、入木三分。

国画大师齐白石则作有三首有关不倒翁的题面画诗。其一为《题不倒翁》：“能供儿戏此翁乖，打倒休扶快起来。头上齐眉纱帽黑，虽无肝胆有官阶。”其二为借用徐文长的诗所作的《持扇不倒翁》：“乌纱白帽俨然官，不倒原是泥半团。将汝忽然来打破，通身何处有心肝。”其三为《不倒翁》：“秋扇摇摇两面白，官袍楚楚通身黑。笑君不肯打倒来，自信胸中无点墨。”

现如今，不倒翁的含义又有了新的转注。前些年，池北偶先生曾为华君武先生的漫画《不倒翁倒了》题诗一首：“此翁就不倒，自在又逍遥。赔钱无所谓，补贴伸手要。厂长照样当，不愁乌纱帽。如今世道变，无法捞稻草。亏损得关门，靠山没处找。时来厄运到，不倒翁倒了。”此诗在对当今社会上新的不倒翁进行辛辣地讽刺的同时，也道出了他们的最终结局。

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