扫帚是如何不靠墙自己站立的，是什么原理？

是因为扫帚的重心如果集中在底部，那么它就能够不靠墙自己站立。前一阵子朋友圈纷纷被一个消息刷屏，说是美国航空局传闻，在7月的某一天，由于地球重力的原因，扫帚将会在这一天能够自己站立，很多人在朋友圈晒图，这是真的。其实如果你在日常生活中尝试过将扫帚站立，你就会发现这其实是一个戏耍人的消息，因为扫帚在哪一天都是可以站立的。

扫帚看似如果立起来会很高，但其实它的重量大部分都在底部。所以如果摆放正确，保持扫帚的重心集中在扫帚毛的中心，这样就可以让扫帚不靠墙就自己站立。这其实是很简单的，物理原理并不是什么稀奇的事情，只是人们在日常生活中没有发现罢了。

其实我们会相信这条假消息的原因，就在于在我们的印象中扫帚就是要靠墙才能立住的。其实这是因为我们日常生活中，打扫完房间后，将扫帚随手放置在墙边，而我们并没有尝试是否扫帚能自己站立，或者说我们在偶尔将扫帚尝试站立时，并没有小心的让扫帚的重心集中在底部，所以给我们一种假象，就是扫帚是没法自己站立的，但其实扫帚是可以不靠墙而自己站立的。

虽然知道了扫帚可以肆以善烈，但是日常生活中又不会有人真的将扫帚独立放立在某个角落，都是将它靠在墙边，毕竟，虽然扫帚能够独立站立，但人经过时或是一跺脚难免它又会倒下来，所以说我们平时都是将扫帚靠立在墙上的。在生活中我们要多留心观察一些视为平常的现象，如果能多做一些实验，那么我们就不会被朋友圈这种假消息骗到，最重要的是有自己的主见，并能够静下心来思考现象背后的本质。

扫把直立的方法？

扫把尾巴因为较大和重，所以整个扫把的重心都在这。你想把扫把直立起来，就必须摸索到扫把的重心在哪。找一个平坦光滑一点的一点，把扫把尾巴撒开，找到扫把的重心就能立起来了。一次不成功，就多试几次。

扫帚为什么能立起来？这其中有什么科学道理？

下面，我们就从力学的角度来讨论力学原理。

1.起源

昨晚的扫把风暴源于一张来历不明的截图，如下。也就是说，NASA说这一天(2.11)是地球引力的特殊日子，是扫帚唯一能站起来的一天。

事实上，大家一看就明白，扫帚能不能站起来，跟NASA说的地球的特殊引力没有关系。稍微懂点力学就能明白，扫帚之所以能直立，在于扫帚本身的结构。NASA再也受不了了，出来说：这只是一个基本的物体现象，每天都可以重复。

事实上，目前整个网络上已经出现了大量的解析文本或视频。他们的解释是众所周知的原因：重心在接触面。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.特别重力？

众所周知，地球的运动其实有点复杂，公转和自转同时进行。那么，2月11日，地球是否处于一个特殊的位置，从而使地球上的引力进入一个特殊的状态？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，引力只和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。因此，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。而扫帚不到1kg，扫帚到太阳或月亮的距离是108000英里，所以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。这其实排除了公转对引力的影响。

另外，地球其实是一个不规则体，地球上每个点的半径r其实是不一样的。因此，根据万有引力公式，同一物体在每一点的引力值都会不同。而地球的平均半径为6371km，地表的起伏对最终重力值影响不大。至此，我们可以判断2月11日地球引力完全没有特殊性。

3.平衡和稳定

既然地球引力没什么特别的，也就是说，你其实随时都可以架起扫帚。所以，我不禁要问，扫把是怎么站起来的？在分析这个扫帚之前，我们先简单介绍一下基本力学原理。上图是“平衡”的技术。有一群人对平衡非常敏感，可以根据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，其实不仅仅是物体的合力等于零，它只是条件之一。另一个合成力矩等于零，这也是必须满足的条件。我们通常说物体平衡时，只说两个力平衡，这是不准确的。

平衡可以分为三种情况，如上图。显然第一个球不稳定，会掉下来。而第二个球是稳定的，总是回到原来的位置。第三个球到处都是平衡的。上面显示的平衡技术和垂直扫帚是不稳定的平衡。

4.平扫帚分析

正如其他人所说，扫帚能够直立的一个直观原因是它的重力作用线穿过接触面。但这只是经验总结，远不是一个很深的力学理论。

扫帚竖起后，受力如上图。很简单，只是重力和地面支撑。在这两个力的作用下，扫帚的合力和力矩都为零，所以可以保持平衡状态。

上图蓝色是扫帚和地面的接触面，里面的叉子是重力的作用线。只有当重力作用线位于接触面时，地面向上的支撑力才能形成一对相互抵消的力矩。如果重力作用线在外面，地面上向上的力形成的力矩缺少另一个力矩来平衡。这是扫帚不能失灵的机械原理。

因此，扫帚的重心非常重要。扫把由扫把头和扫把杆组成，其中扫把头质量较重。所以站起来之后，整个重心更靠近扫把头。正好满足重力作用线通过接触面的要求。

了解了原理之后，我们再来分析扫把头。因为扫帚头毕竟比较软，不能直观的支撑直立的扫帚。普通扫帚头是毛毛-shaped塑料制成的。虽然很薄，但也有一定的刚性，这样就可以用一定的刮力清洗。扫帚头毛毛上的力如上所示。这种略微扩大的毛毛实际上略微增加了接触面积，这更有利于平衡。因此，只要扫帚头的毛毛整体向外扩张，而不是凹陷，那么扫帚就可以很容易地竖立起来。

5.摘要

2月11日扫帚的引力和其他日期一模一样，没有任何特殊性。

平衡的原因是扫帚能站起来(合力和力矩都为零)。

为了实现扫帚的平衡，扫帚头的毛毛必须是直立的或向外延伸的，而不是凹形的。