指先でカップを逆さまに扱う方が簡単なのはなぜですか？
タンブラーやカップを指先で操作しようとすると（図を参照）、それを行うのは非常に困難です（カップが最も頻繁に落下します）。
同じ実験をしたのですが、今回はカップが逆さまになっているので（図のように）、かなり安定していて扱いやすかったです。
どちらの場合も、そのカップの法線力と重量は同じですが、最初のケースでは落下し、他のケースでは安定しています。
トルクのせいで落ちていると思いますが、逆さまにするとトルクが出ないのはなぜですか。
この背後にある理由は何ですか？
回答
少しバランスが崩れたカップのこの写真を見てください：
（A）の場合、生成されたトルクは基準軸の外に向けられ、（B）の場合-基準軸に向けられます。したがって、ケースA）の場合、指の逆運動でバランスの崩れた動きを補正する必要があります。しかし、ケースB）の場合、トルクがあなたを助け、あなた自身のためにバランスをとるので、あなたはほんのわずかな追加の努力を必要とします。
カップが正しい位置にあるとき、重心が指のポイントより上にあるためか、指がカップのバランスをとろうとすると、小さな動きでこのコムにトルクが発生し、バランスが取りにくくなります。
カップが逆さまになっているときは、指をコムに置いているか、コムを通過しているため、指で少し動かしてもコムにトルクが発生せず、バランスが取りやすくなります。
画像提供グーグル。
私はこれより良い絵を管理することができませんでした。
説明
これは、片方の指で通常保持しているカップが不安定な平衡状態にあり、垂直線からわずかにずれていると、カップが落下する可能性があるためです。ただし、1本の指で管理できる場合もあります。カップの重心が適切な高さを超えているため（わずかなずれでも落下します。
そのため、他の指を使用して、平衡状態になるように管理する必要があります。
あなたは1本の指で本のバランスを取り、それを回転させるか、単にバランスをとるというタスクを実行したかもしれません。
その作業は簡単ではありませんか？
平衡点と多田を見つける必要があります！
接触点からの重心の高さが非常に小さいため、これは簡単です。したがって、それをまっすぐに保つのが簡単になります（トルクの名前を使用せずに甘い直感）（そしてそこでの摩擦を忘れないでください）
別のシナリオ
カップが逆さまになっているとき。
次に、反対する代わりに小さな偏差がカップをまっすぐにするのに役立ちます（したがって、タスクが簡単になります）
jh博士は、重心についてトルクを取ることで説明しましたが、指とカップの接触点について考えると、よりよく説明できます。
カップが直立しているとき、重力は指の上にある重心に作用する力によってトルクを提供します。小さな摂動は接触点を中心に回転を引き起こし、元の位置から離れて回転します。それは不安定な平衡状態であり、指先で鉛筆のバランスをとるようなものです。
それが逆さまになっているとき、それは安定した平衡であり、どんな摂動も重力の助けを借りて元の位置に戻されます。振り子のようなものです。
カップの重心の位置を考えてください。
それが奇妙に重い底や薄っぺらな壁を持っているものではないと仮定すると、壁はその重心をカップの中空の内部の中央の周りに配置します。
これで、指が支点として機能します。したがって、重心と指先は、実際には非常に奇妙な振り子を形成し、重心がボブになり、指先がアンカーになります。
振り子は、下を向いているとき、または上を向いているときに、より安定して制御しやすくなっていますか？この「振り子」はどちらの方向を向いていますか（指先から重心に向かって矢印を描きます）？
このように考えてください：カップの重心はできるだけ低くしたいですよね？指先を支点と考えてください。したがって、カップが指先より上にある場合、重心も同様になります。わずかに傾けると、カップが回転して重心が下がります。カップが反対の場合、重心は指先の下にあります。大きな傾きでも、通常の状態に戻るため、落ちずに平衡状態に戻ります。
制約について多くを教える明らかに単純な質問。
最も単純な一文の要約は、「異なる」初期構成が、時間の経過とともに到達する最終的な種類の平衡を決定するということだと思います。
のように、最初の構成では、指先でキャップのバランスをとる必要があります。今では、幅の広い指がない限り、中央に加える力を維持するのは非常に困難です。中心からの不正確さがある場合、重力はオブジェクトをねじって回転させ、地面にある最小エネルギー状態に転倒します。
バランスをうまくとるには、各指が生成する合計トルクがゼロになるように指を配置する必要があります。これは、構造が頑丈になるようにテーブルの「脚」をどこに置くべきかを考えるのと同様の問題です。
2番目の構成では、指が少し押し下げられ、その変形を打ち消すために反対の力が発生します。これは重力を打ち消します。トランポリンに重りを置くことを考えてみてください。トランポリンが押し下げられると、反対の力が作用してオブジェクトが外側に跳ね返ります。