Vì sao con lật đật không bị đổ nhào?

Ta có thể dễ dàng nhận thấy: một viên gạch đặt nằm ngang thì rất vững, nhưng nếu dựng đứng lên lại dễ bị đổ. Một cái chai đựng nửa chai nước đặt trên mặt phẳng thường ổn định hơn chai rỗng hoặc chai đầy nước. Từ những hiện tượng ấy có thể thấy, muốn một vật đứng vững và khó bị lật, cần có hai điều kiện: diện tích đáy phải lớn và trọng lượng nên tập trung ở phần dưới, tức là trọng tâm phải thấp. Trọng tâm có thể hiểu là điểm đặt của hợp lực trọng lực tác dụng lên vật.

Với bất kì vật thể nào, diện tích đáy càng lớn và trọng tâm càng thấp thì vật càng ổn định. Vì thế, nhiều công trình dạng tháp thường có phần dưới rộng, phần trên nhỏ dần; khi xếp hàng hóa để vận chuyển, người ta cũng đặt vật nặng ở dưới và vật nhẹ ở trên.

Hiểu được điều đó, ta sẽ thấy bí mật của con lật đật rất đơn giản. Phần thân của nó khá nhẹ, nhưng dưới đáy lại có một cục chì hoặc cục sắt nặng, khiến trọng tâm nằm rất thấp. Mặt đáy của con lật đật lại rộng, tròn và nhẵn nên dễ đung đưa. Khi bị nghiêng sang một bên, điểm tựa của nó dịch chuyển, làm cho trọng tâm và điểm tựa không còn nằm trên cùng một đường thẳng đứng. Dưới tác dụng của trọng lực, con lật đật sẽ tự đung đưa quanh điểm tựa cho đến khi trở về tư thế ban đầu. Nó càng nghiêng nhiều, khoảng cách ngang giữa trọng tâm và điểm tựa càng lớn, xu hướng kéo nó trở lại vị trí cũ càng rõ rệt. Vì vậy, dù bị xô, con lật đật cũng không đổ nhào.

Trong vật lí, hiện tượng một vật đang đứng yên, sau khi chịu tác động nhỏ vẫn có thể tự trở về trạng thái cân bằng ban đầu, được gọi là cân bằng bền. Ngược lại, những vật hình cầu như bóng bàn, bóng đá hay bóng chuyền có thể giữ thăng bằng ở nhiều vị trí khác nhau sau khi bị tác động; trạng thái đó gọi là cân bằng phiếm định. Một cây bút đặt nằm ngang trên bàn cũng gần giống như vậy: dù lăn đến đâu, độ cao trọng tâm của nó gần như không thay đổi.