03.01 網上那些平衡術是真的嗎?物理學能解釋嗎?

楓落花痴


網上經常會看到很多平衡術的表演,往往還會加上“牛頓的棺材蓋都蓋不上了”這樣的描述,這下平衡術很神奇,但還是要遵守著牛頓的力學原理。

當然,我們這裡談的是真正的利用物理平衡的,不是利用什麼膠粘,墊圈或者線絲輔助的。平衡,最簡單的就是利用蹺蹺板這樣的槓桿原理,只需要重力來達到平衡。

最常見就是石頭平衡術,經過長期的訓練,平衡術習練者已經掌握了對石頭的挑選和放置的方法,以常人不可思議的方式,找到石頭上可以利用的支撐點,通過挑戰自我來進行組配,其中付出的是認真耐心,這些完美的作品都是這些平衡大師習練和經驗的積累。

而現在更多的平衡高手,已經把目光投向了日常生活的常見物體,通過找到物體的重心來合理搭配,反覆的實驗和總結,最終使它們互相連接達到平衡,製造出越來越多令人驚歎的視覺效果。

我們不是平衡大師,只要耐心嘗試也可以實現平衡,就從立起一個雞蛋,或者疊加幾個硬幣練起來吧。


量子實驗室


網上常用“牛頓都要從棺材裡爬出來了”來形容平衡術的超常之處,而它恰恰就是物理學上平衡力很好的表達。


常有節目中的表演者用硬幣或玻璃瓶或石頭等物,一層一層壘加到一定高度也不會倒塌。

以前看過一個節目,表演者用十幾條桌椅的腳疊在另一個椅背上,這樣約有十幾米高,有點搖晃,最後他在一張椅子上放上一片羽毛,“羅漢椅”就逐漸停止了晃動,穩定下來。

我是目不轉睛的看完整個疊加過程,等他疊完後,全場掌聲雷動。

很多人都問他怎麼做到的?他專業的解釋說:“其實很簡單,只要稍微訓練,人人都做得到。萬物都是有重力,一根羽毛也是,只要找到它們的重心,讓它們的重力達到平衡,就會達到意想不到的平衡狀態。


牛頓的第動量守恆定律清楚的解釋了平衡力:一個物體受到兩個力作用,就會保持靜止狀態、勻速轉動狀態或勻速直線運動狀態。不過需要滿足四大條件:一是兩種力大小相等,相互抵消後為0;二是方向相反;作用點在同一直線;四是作用點在同一物體。

因此平衡術是真的,也符合物理學的動量守恆定律。日常生活中有很多這樣的例子,比如:運動的自行車🚲不會傾倒;籃球🏀運動員很輕鬆就用一條手指頂起了籃球並長時間轉動;走鋼絲…


弄潮科學


平衡術物理學當然能解釋,但是至於網上的那些平衡術是不是真的那就要具體問題具體分析了。

達到平衡的原理其實很簡單,就是每一個層疊物體的重心與重力方向的連線都剛好落在接觸點上。也就是經過接觸點的重力方向延線必定經過上面物體的重心,只要這樣物理上就能達到平衡。

但是說來容易做起來難,要真正找準這個點並放穩就不是件容易的事了。為了簡化問題, 其實可以把重力方向近似理解為指向地心。(實際情況是要考慮緯度和地球自轉的)

另外如果在最底下一個物體上面層疊放置多個物體,那麼最底下的一個接觸點與地心連線的延長線必定經過接觸點以上所有層疊物體的重心。

不過這其實是純粹考慮平衡的情況之下的,假如接觸點有超過兩個受力比較大的點,則重心可以適度偏離。如果有三個接觸點,並且距離稍大,則重心可以做較大的偏離。所以,其實要實現層疊更多物體,就需要找好更多的接觸點和更大的接觸面積。

雖然理論上是這樣解釋,但實際上玩這個的人都不會真正通過計算來玩,而是憑經驗和手感,這比你分析幾頁紙然後激光定位輔助擺放更靠譜,沒有人會找到一堆石頭後分析計算出每一個石頭的重心和根據接觸點計算每一層的重心,用這種方法根本沒法玩的,因為測量和計算實在太複雜了。

除了石頭,硬幣也是經常被使用的,原理都一樣。

小時候我們經常用撲克牌來堆砌,想想那個沒什麼玩具的年代也是夠無聊的,當然別人家的孩子還可以用積木……我小時候家裡沒積木……

玩這個需要非凡的耐心和強大的內心,要經得起一次一次的失敗,要經得起功虧一簣的打擊,嗯,心臟不好還是不要玩了……←_←


星宇飄零2099


網上的平衡術,如果沒有用502膠水,那麼肯定就是真的,而且用力學就可以很好的解釋其中的原理(其實就是受力的平衡)


1、平衡術

平衡術在我們普通人看來,確實非常神奇。比如下圖,石頭似乎不可能的立了起來。

抖音火了之後,也經常會刷到平衡術。視頻中的小哥哥,擺弄著日常生活中我們經常用到的器物,以不可思議的角度,將他們立在了一起。

這種似乎反重力的平衡,都快要引起牛頓爺爺的注意了。


2、力學的平衡

平衡術在力學上原理非常的簡單:即重力與支撐力平衡。我們以下圖為例,取中間硬幣作為研究對象,其受力圖如下:共有三個力,自身重力G、上面硬幣壓力F1,和下面物體的支撐力F2。靜止狀態下,三力平衡的重要條件就是,三力共線。只要有一個力歪了,那麼都不可能保持平衡。

所以,雖然平衡術看起來似乎違反了牛頓力學,但是其實牛頓的棺材板蓋的好好的,一點問題都沒有。


3、平衡術的條件

雖然平衡術沒有突破牛頓力學,但是想要練習平衡術,卻並不容易。平衡術展現的平衡,並不是一種穩態的平衡,只要稍有風吹草動,平衡立刻被破壞,物體立馬坍塌。


平衡術用的物體,如石頭、酒瓶、硬幣。共同點都是較硬的物體,這其實也便於找到平衡點。試想,如果物體偏軟,那麼變形就較大,平衡點就難以把握了。而對於較硬的物體,其變形基本可以忽略,當作剛體處理。


此外,我們知道,即使光滑如玻璃,也會存在著一定的粗糙度。這就意味著,兩個物體的接觸位置,不會只有一個點。如果要保持平衡,接觸位置至少三點,以確定一個平面,從而讓所有力(特別是重力)通過這個平面。顯然,這個平面越小,平衡術難度越大。


第三,就是人的技巧。能夠很快的判斷出任意形狀物體的重心位置,從而能夠將物體立起來。這就不是普通人能找到的,需要較強的敏感度。他的手,至少可以感知到一點點的力的大小。


4、總結

網上的平衡術,雖然看起來似乎違背了牛頓力學,但是其實仍然沒有擺脫牛頓的影響,平衡術的原理就是力的平衡,所以在理論上是完全可行的。但是,想要真的實現這種炫目的平衡術,需要較為嚴格的條件:

1)物體必須偏硬,能夠在重力作用下,忽略變形。

2)物體表面必須粗糙,以便接觸位置至少有三個點形成一個平面。

3)所有的力,必須都在這個小平面內,方才可以實現平衡術。

4)人手的感知力的敏感度較好,能夠及時調整位置。


力學Nerd王小胖


物理學有質能守恆定律,在質量不發生變化的情況下,質能守恆定律變成了能量守恆定律,化學反應過程能量變化引起的質量變化很微小,可以忽略不計,由此得出物質不滅定律,這三個定律就是物理化學的重要定律,這三個定律就是告訴大家,宇宙變化,總量是不變的,局部某一部分發生變化,必會引起其它局部發生相應變化,這些變化的原則就是守恆,守恆就是平衡的一種類型。在物理學中,能量作功分為有用功,無用功和視在功效,有用功是我們可能利用的功,無用功是不被我們利用的功,從利用的角度講,是浪費的功,視在功就是功的總數量,利用率就是效率,效率高就是利用率高,理論上最高可以達到全部利用,能夠做到全部利用的,就是第二類永動機,實際中總會有能量被浪費,無法做到能量全部被利用,所以第二類永動機只在理論方面有可能,在實際中是不可能的。第一類永動機是無中生有,老子的《道德經》認為宇宙就是從無中生有來的,物理學的守恆定律就是告訴大家,世界沒有無中生有這種事情,老子的無中生有的觀念是錯誤的,第一類永動機在理論上不可能,在實際中更不可能,那麼,老子的無中生有又如何來的呢?要解釋這個問題,就需要使用質能守恆定律去解釋,傳統觀念認為,質量是質量,能量是能量,兩者是不會互變的,在這個觀念下,當發生質能互變時,就會發現能量不守恆,質量也不守恆,只從單方面的角度去看這兩個不守恆,自然就會得出世界上有無中生有,也有有中生無這種事情,老子的無中生有,有中生無就是這樣來的,從中也可看出,與物理學比較,老子的高度還不夠,但在古代,老子看問題能夠達到這種高度巳經是很了不起的高度了。


龍一歐


首先是可以做到的

以重心點為秤稱的中心。讓物體的受力點都受壓在一條垂直條點上。就可以做到平衡。


民農阿光


其實就是重心,重心最後會落在支點上。

通過改變局部重量,角度,從而改變重心。說起來很簡單,做起來可就難了。


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