だるまが起き上がる仕組みを分析

次の記事は、今回のお話に関連するお話です。
1.だるまが起き上がる仕組みを分析
2.コマが倒れるまでを分析
3.自転車がバランスよく進む仕組みを分析
4.質量中心と浮心、幾何中心について
5.船が海に浮く時のバランス計算
6.重心と質量中心、浮心について

世の中にある知識を基にした私の推論であることを、予めご了承ください。


皆さんは、だるまが何故転ばないか考えたことがありますか?

倒れても起き上がるだるまですが、今回はだるまがどの様に立ち上がるか分析してみましょう。


物体には、重さの中心である重心があります。


例えば、図の様に棒が床に接していた場合、棒は左側へ倒れます。

右図を見ると分かるのですが、この時、床との接点から真上にラインを引くと、右図の様に棒の重心は左側にあります。
棒は、重心が偏っている方(左側)へ倒れます。

例えば、だるまの重心が高かったら、どうなるでしょうか?


だるまの丸い外観は、角度によって接点を変えます。
図の様、だるまを傾けると接点が変わり、接点から上へラインを引くと分かるのですが、だるまの重心は右側にあります。
つまり、重心を高くしただるまは右へ倒れます。

では、だるまの重心を低くするとどうなるのでしょうか?


図の様に、だるまの接点は丸い外観に沿って変化し、重心は傾けた方とは逆向きにあります。
図の例では、右へ傾けていますが、接点から見て左側に重心がありますので、左側へ倒れようとします。
左側へ倒れると、元の状態、つまりだるまは起き上がろうとします。

この様に、だるまは起き上がります。(^^)

以上