大家都有這樣的經驗:平放的磚頭很穩定,把磚頭豎立起來就容易翻倒;瓶子裡裝了半瓶水很穩定,空瓶子或是裝滿水的瓶子就比較容易翻倒。從上面兩個事例來看,要使一個物體穩定,不易翻倒,需要滿足兩個條件:第一,它的底面積要大;第二,它的重量要儘可能集中在底部,也就是說,它的重心要低。物體的重心可以認爲是所受重力的合力作用點。

  對任何物體來說,如果它的底面積越大,重心越低,它就越穩定,越不容易翻倒。例如:塔形建築物總是下面大上面尖;裝運貨物時,總是把重的東西放在下面,輕的東西放在上面。

  了解了這些知識,我們再來看看不倒翁。不倒翁的整個身體都很輕,只是在它的底部有一塊較重的鉛塊或鐵塊,因此它的重心很低;另一方面,不倒翁的底面大而圓滑,容易擺動。當不倒翁向一邊傾斜時,由於支點(不倒翁和桌面的接觸點)發生變動,重心和支點就不在同一條鉛垂線上,這時候,不倒翁在重力的作用下會繞支點擺動,直到恢復正常的位置。不倒翁傾斜的程度越大,重心離幵支點的水平距離就越大,重力產生的擺動效果也越大,使它恢復到原位的趨勢也就越顯著,所以不倒翁是永遠推不倒的。

  像不倒翁這樣,原來靜止物體在受到微小擾動後能自動恢復原位置的平衡狀態,在物理學上叫做穩定平衡。而像桌球、足球、籃球等球狀物體,在受到外力後,可以在任何位置繼續保持平衡,這種狀態稱爲隨遇平衡。處於隨遇平衡的物體,重心和支點始終在同一條鉛垂線上,而且重心的高度保持不變。橫放在桌上的鉛筆,就是一種隨遇平衡,不管它滾到哪兒,重心的高度是不變的。