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铁棒的问题

将铁棒中间钻个孔。将一根结实的金属丝穿过孔,像水平的轴一样,使得铁棒能够旋转(图26)。旋转铁棒,它会在什么位置停下来?

图26 铁棒在水平轴上保持平衡,假如转动它,它会停留在什么位置

通常情况下,人们会回答说,铁棒会停在水平位置上,这是唯一可以使铁棒保持平衡的位置,很难使他们相信的事情是,这个支点在其重心上的铁棒能够在任何一个位置上保持平衡。

为什么会有许多人对诸如此类的简单问题的正确答案表示怀疑呢?因为人们通常看到过的只是在铁棒的中央系一根线将它吊起的情景,这样铁棒的确是要在水平的位置上才会平衡,由此人们就急于做出结论,认为被支撑在轴上的铁棒也只有在水平的位置上才能保持平衡。

图27 为什么在铁棒中央系一根绳子使它悬挂起来,它会保持在水平位置

但悬挂起来的铁棒与有支撑轴的铁棒处于不同的条件下,打了孔的铁棒支点在轴上,它的支点在它的重心上,所以它处在所谓的中性平衡状态。而悬挂着的铁棒的支点并不在重心,而是在更高一些的位置(图27)。因此,悬挂的铁棒只有在其重心与悬挂点在一条垂直线上时才能平衡,即在水平位置上,悬挂的铁棒都能保持静止。这是很熟悉的景象,却误导了很多人,让他们不认为在通过重心的轴上的铁棒可以在倾斜位置保持平衡。 1pcOB/kWYqdgFwsRKq8uL1oxjkJ5y9m9auKc8ABQ/G+AmforEexMd4HzyqaZFTqu

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