扫把立起来（扫把立起来的原理是什么）

今天和大家分享一下关于扫把立起来的问题(扫把立起来的原理是什么)。以下是边肖对这个问题的总结。让我们来看看。

1。扫把能立起来的物理原理是什么，物理问题？

扫帚能站起来的物理原理是扫帚能站得稳，主要是力学上的力平衡。只要扫帚上的合力为零，扫帚就能保持原来的运动状态不变。

物理学中有三种力的平衡:

1.稳定平衡。受到扰动后仍能回到原来的平衡位置。

2.不平衡。受到扰动后，系统会放大这种扰动，从而加速偏离平衡位置。

3.中性平衡。随波逐流，在任何位置都能保持平衡。

扩展数据

把扫帚举起来的方法:

我们小心翼翼地把扫帚横放、竖放，耐心寻找就能找到它的重心。通常，它位于扫帚的底部。再加上如果扫帚是新的，扫帚毛又直又硬，与地面的接触面积会更大，更容易找到扫帚的重心和支点。所以，所谓的扫帚挑战，只是考验你寻找重心的能力和耐心。

二、扫把为什么能立起来？这有什么科学道理？

下面，我们就从力学的角度来讨论力学的原理。

1.起源

昨晚的扫把风暴源于一张来历不明的截图，如下。换句话说，NASA说这一天(2.11)是一个特殊的重力日，也是唯一一个扫把可以立起来的日子。

其实大家一眼就能看出来，扫把能不能立起来，跟NASA的地球特殊引力没有关系。稍微懂一点力学的人就会明白，扫把之所以能直立，是因为它本身的结构。NASA看不下去了，出来说，这只是基本的天体现象，每天都可以重复。

事实上，目前全网已经出现了大量解析后的文本或视频。他们的解释是一个众所周知的原因:重心在接触面上。但是，这个解释太粗糙了。这种解释毕竟只是日常生活经验的总结，远没有上升到理论层面。

2.特殊重力？

众所周知，地球的运动其实有点复杂，公转和自转是同时进行的。那么，2月11日，是不是地球处于一个特殊的位置，使得地球上的引力进入了一个特殊的状态？首先2月11日排除自转的影响，大概率是地球公转的引力影响。

这里我们必须给出重力的公式如下。g是引力常数，m和m是两个物体的质量，r是它们之间的距离。这个表达式告诉我们，重力只和MMR有关，因为G是常数。

对于地球上的物体，如扫帚，它们的质量是恒定的。所以影响因素是M和r，地球本身的质量不变，唯一可能的影响是其他天体的引力，比如太阳和月亮。扫帚不到1kg，扫帚到太阳或月球的距离是十万八千里，它们的影响可以忽略不计。简单来说，地球上物体的引力是由地球本身支配的。这实际上排除了公转对引力的影响。

另外，地球其实是一个不规则体，地球上各点的半径r其实是不一样的。所以根据万有引力公式，同一物体在各点的引力值会不一样。地球平均半径为6371km，地表起伏对最终重力值影响不大。至此，我们可以判断2月11日的地球引力完全没有特殊性。

3.平衡和稳定

既然重力没什么特别的，也就是说你其实可以随时架起扫帚。于是，我不禁要问，扫帚是怎么站起来的？在分析这个扫把之前，我们先简单介绍一下基本的机械原理。上图是“平衡”的手法。有一群人对平衡非常敏感，能以奇怪的角度堆叠物体。看似不可能，其实符合力学原理。

所谓平衡，不仅仅是物体的合力等于零，也是条件之一。另一个合成扭矩等于零，这也是必须满足的条件。我们通常说物体处于平衡状态时，只有两个力处于平衡状态，这是不准确的。

平衡可以分为三种情况，如上图。很明显，第一个球不稳，会掉下来。第二个球很稳定，总是回到原来的位置。第三个球到处都很平衡。上面展示的平衡技术和垂直扫帚都是不稳定平衡。

4.平扫帚分析

正如其他人所说，扫帚能直立的一个直观原因是它的重力线穿过接触面。但这只是经验总结，远非高深的机械理论。

扫帚竖起后，受力如上图。很简单，就是重力和地面支撑。在这两个力的作用下，扫把的合力和力矩为零，所以能保持平衡状态。

上图蓝色是扫把与地面的接触面，里面的叉子是重力的作用线。只有当重力线位于接触面时，地面向上的支撑力才能形成一对相互抵消的力矩。如果重力线在外面，地面向上的力形成的力矩就缺少了另一个力矩来平衡。这是扫帚不能失效的力学原理。

所以扫帚的重心很重要。扫帚由扫帚头和扫帚杆组成，其中扫帚头较重。所以站起来后，整个重心更靠近扫帚头。满足重力作用线通过接触面的要求即可。

了解了原理之后，我们来分析一下扫把头。因为扫帚头毕竟是软的，无法直观的支撑起直立的扫帚。普通扫帚头由毛毛形状的塑料制成。虽然薄，但也有一定的刚性，用一定的刮力就可以清理干净。扫帚头毛毛上的力如上图所示。这个稍微放大的毛毛实际上稍微增加了接触面积，更有利于平衡。因此，只要扫帚头的毛毛向外扩张，而不是下沉，扫帚就可以很容易地竖立起来。

5.摘要

2月11日扫把的重力和其他日期完全一样，没有什么特殊性。

平衡的原因是扫帚能立起来(合力和扭矩为零)。

为了平衡扫帚，扫帚头的毛毛必须是直立的或向外延伸的，而不是凹陷的。

第三，扫把为什么会立起来

扫帚🧹为什么能立起来？

这个问题最近刷爆了一波朋友圈子。为什么会这样？我们不妨反问：“普遍意识下，我们认为扫帚不能立起来吗？”

看到没有，是因为这一问题可能处于临界点附近，模棱两可，让我们将信将疑。桌子啊，椅子啊，茶杯啊很容易立起来，是不是？鹤立鸡群啊，擎天一柱啊这样的形象让我们相当怀疑，是不是？尤其是，如果外部环境条件有了微小的变化，我们更有理由怀疑了——抱着实践出真知的态度，必须要去验证一下啊。

扫帚🧹立起来了
其实这种逻辑思维，是很好的。说明国人的科学精神已经开始慢慢建立起来了。

同理，这次扫帚可以立起来，据传是因为NASA提出的万有引力的变化。但是后面已经辟谣，NASA并没有相关报道。事实上，地球引力因素在这个问题里面，引起的变化微乎其微。

自由落体运动
这让我想起来一个很有趣的问题：

（上海物理模拟题）有一只熊掉到一个陷阱里,陷阱深19.617米，下落时间正好2秒。求熊是什么颜色的?

A：白色，北极熊

B：棕色，棕熊

C：黑色，黑熊

D：黑棕色，马来熊

E：灰色，灰熊

熊🐻
如果你知道答案，欢迎评论区留言。

提示：自由落体运动是初速度为零加速度为g的匀加速直线运动。

自由落体运动的加速度是个常量，称为重力加速度，用g来表示。矢量。

（1）方向：总是竖直向下

（2）大小：通常取

①同一地点，一切物体的重力加速度g都相同。

②不同地点，g值有微小差别——随着纬度的增加而增加，如两极最大，赤道最小；随着海拔高度的增加而减少，如距地面越高，g值越小。

地球重力加速度
下面我们继续分析扫帚问题，以工程结构为例，分析一二。

静平衡
经典力学认为，物体平衡需要满足条件：

平衡条件
上式表明，物体合力以及合力矩同时为零，则物体对该点既不运动，也不转动。

当然，还有一个前提条件，就是上述物体是刚体（弹性模量无穷大）。

典型的例子，比如低层建筑，我们一般不会担心它会倒塌（转动），但是随着高度的增加，我们就有足够理由，担心它会倒塌。

高层建筑
为什么会这样？

因为，随着高度的增加，建筑物绕支座（基础）的力矩（弯矩）急剧增大。

高层建筑受力特点
荷载
建筑高度与工程造价的关系
随着房屋高度（H）的增加，房屋的侧移以4次方的关系增大，因此，房屋的抗侧移刚度（EI）成为决定高层建筑结构方案应考虑的主要因素。

同理，关于扫帚为什么能立起来？因为我们担心它会倒。那么，只要我们骚气的操作（摆弄）一番，就可以找到这个平衡状态，保证扫帚的主动力矩（地球重力）和被动力矩（地面支持力）代数和为零。于是，它就立起来了。

“扫地僧”
假设我们轻轻推一下，或许它就到了，这说明水平力影响很大。这在高层建筑结构设计方面同样如此。目前世界上最高的建筑是沙特阿拉，吉达的王国大厦，高度1007；其次是阿联酋，迪拜的哈利法塔，高度828米。

世界高层建筑
这些超高层建筑，我们尤其担心它的倒塌问题。而倒塌的主要原因：水平荷载。具体来说，就是风荷载和水平地震波荷载。再具体的话，就涉及到更多复杂的问题了。

动平衡
动力学里面，我们认为物体匀速直线运动也是平衡状态。此处，原理同上。除此之外，还有一些并不是真正意义上的平衡问题，例如转子动平衡。

转自动平衡模型
由于转子材料的不均匀、制造的误差，结构的不对称等诸多因素，使转子存在不平衡质量。因此，当转子旋转后，就会产生离心惯性力F组成一个空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件：

转自动平衡条件
如果满足以上力学平衡条件，我们就可以理解为转子达到动平衡。

在工程上，工作转速低于第一阶临界转速的转子称为刚性转子，大于第一阶临界转速的转子称为柔性转子。由于转子作高速旋转运动，所以需要平衡。静平衡主要用于平衡盘形转子的惯性力。

动不平衡
上图为三类转子不平衡状态。

当转子固有频率与不平衡激振力的频率重合时（临界转速），产生共振，转子挠曲增至最大。
转子挠曲临界转速是转子出现最大挠曲时的转速，转子这种挠曲变形远比轴颈振动显著；恒态（刚性）转子振型临界转速是轴颈出现最大振动时的转速，轴颈的这种振动远比挠曲变形显著。
动挠度曲线的形状和弯曲程度随转速而变化，当转速接近某临界转速时，该振型分量最大。所以，在某临界转速下运行时，转子的挠曲变形主要是该挠曲主振型，其它振型分量是次要的，这就是振型可以分离原理。
刚性转子的动平衡可以通过通用平衡机来平衡惯性力和惯性力偶，消除转子在弹性支承上的振动。柔性转子的平衡比较复杂，从原理上区分，有振型平衡法和影响系数法两类。

转子平衡机
综上所述，通过改变相关因素，可以使转子平稳转动。

总结
无论是静平衡还是动平衡，我们研究它，掌握其规律，使其更好的服务人类。想想我们坐在汽车🚗里面，不希望它颠簸的得太厉害吧。

科学规律一直在我们身边，运行了千年，我们揭示它，认识它，让人类更从容的立于天地之间，安于苍穹宇宙。

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四、扫把的梗是什么？

这个梗的意思:

所谓的扫帚挑战，其实只是考验你寻找重心的能力和耐心。

这个梗的出处:

网络传说:“NASA说，2月11日是一年中唯一一天，因为地球引力，扫把可以站起来。”于是很多网友开始了一轮NASA的扫帚挑战，纷纷拍照说:“真的！”。

2020年2月11日晚，朋友圈里很多人都在晒扫帚的图片。发生了什么事？为什么大家都在玩扫把？

网传NASA称，“因为今天气球的重力角度完美，所以是扫把唯一可以独立站立的一天”！

于是很多网友在朋友圈和微博发起了所谓的NASA扫帚挑战。

NASA扫帚挑战是真的吗？

NASA官网上没有关于“竖起扫帚”的信息。竖起扫帚只是一个美丽的谎言。玩得开心就好。

此梗的用法:

扫把竖起来是网络传播。美国宇航局表示，由于地球引力的原因，2月11日是一年中扫帚唯一能站起来的日子，但所谓的扫帚挑战实际上只是对寻找重心的能力和耐心的考验，并不真正存在。