坐在椅子上向後仰，到什麼時候才會倒？

坐在椅子上向後靠，總會不自覺地感覺想像椅子會翻，然後，然後，就真的翻了......

連人帶椅子一起往後倒的那一瞬，除了後悔，大家有沒有認真思考過這個問題：椅子到底向後仰到什麼程度才會倒呢？

前兩天，油管一位名叫Grady Hillhouse的up主在他的視頻里就給出了這個問題的答案。

為了弄清楚整個問題，我們得先搞明白三個重點名詞的意思：力，力矩和靜力平衡。受過九年義務教育的同學應該都記得，力是物體間的相互作用，那，力矩是什麼？

這得請出我們高中物理題的聖物：放在絕對光滑平面上的小物塊。

沒有受到任何力的小物塊，或者說，所受合力為零的小物塊是靜力平衡的。如果我們給它一個向右的力，小物塊會一直向右加速運動，這時，它是靜力不平衡的。

為了讓它重新回到靜力平衡的狀態，我們需要再給小物塊一個大小相同，方向相反的力。

但是，這兩個力不僅需要大小相等，方向相反，它們還需要在同一直線上。如果這兩個力不在一條直線上，小物塊就會開始旋轉，此時，我們就可以稱這對力為力矩。

一個物體要保持平衡，不僅需要合力為零，也需要合力矩為零！

當我們坐在椅子上，雙腳用力使身體向後仰的時候，我們身體的重心（重力作用點）會繞著椅子後腿與地面接觸的那一點旋轉。

當雙腳不用力的時候，以旋轉點為中心，重力會產生一個順時針的力矩，讓椅子的前腳重新回到地面上。

但是，百無聊賴的我們還是會用雙腳撐地向後仰，地面給我們的支撐力會圍繞旋轉點產生一個逆時針的力矩，與重力產生的順時針力矩相平衡。

此時，我們的力與力矩都是平衡的。

但是，當我們繼續向後仰，重心會繞著旋轉點慢慢向後移，直到我們的重心移到了旋轉點的左面。

一旦到達這個狀態，重力以旋轉點為中心產生的力矩就由順時針變為了逆時針，要命的是，我們的雙腳只能產生支撐力，產生的還是逆時針的力矩。

無法得到順時針的力矩來平衡，我們只能一直向後倒下去。

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下次無聊的時候，找找那個臨界點吧，也不失為一個殺時間的好方法呢。

Source:

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-4520556/The-science-fall-chair.html

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