《力學(xué)園地》編輯部老師：您好！我是一名旅游愛好者。4月份到福建旅游，我見識到了東山奇景——風(fēng)動石。大風(fēng)吹來時，石體左右晃動，搖搖欲墜卻始終安然無恙。聽當(dāng)?shù)厝酥v，1918年，東山島發(fā)生了7.5級地震，山石滾落，屋倒人亡，可風(fēng)動石卻安然無恙。期待編輯部專家?guī)臀掖鹨山饣螅猴L(fēng)動石為何具有如此的穩(wěn)定性？

——一名旅游愛好者

“風(fēng)動石”的奇妙力學(xué)穩(wěn)定性

風(fēng)動石的奇妙之處就在于它前后左右的重量平衡極佳，狂風(fēng)吹來時，石體左右晃動，但傾斜到一定角度就不會再動了，故名為風(fēng)動石。那么為什么風(fēng)動石被風(fēng)吹的時候看起來搖搖欲墜，但又不會跌落懸崖呢？這就要從力學(xué)穩(wěn)定性的概念來分析其原因。
穩(wěn)定性概念最清楚的例子來自質(zhì)點力學(xué)，我們可以由一個圓球位于不同的狀態(tài)的圖解，得到形象的理解。圖1表示重力場中，球在不同形狀表面上的狀態(tài)：圖1(a)？是穩(wěn)定的，圓球在凹面上，當(dāng)其偏離靜止位置時，由于重力引發(fā)的阻尼效應(yīng)，它能自己回到原靜止位置；圖1(b)？是表面為水平的情況，其穩(wěn)定性是中性的，圓球偏離其原始位置時，仍在水平面上，但一般不會回到原來的靜止位置；圖1(c)？是不穩(wěn)定的，圓球在凸表面上時，對其靜止位置的微小偏離都會使球繼續(xù)偏離，遠(yuǎn)離原靜止位置；圖1(d)？表示穩(wěn)定與否取決于擾動強度，圓球?qū)τ谛_動穩(wěn)定，對于大擾動不穩(wěn)定，這種情況稱為條件穩(wěn)定。

圖1

東山風(fēng)動石雖動不倒，可看成是第4？種情況，大風(fēng)吹來引起的擾動強度仍在條件穩(wěn)定允許的閾值范圍內(nèi)，所以搖晃后，還會回到原靜止位置。同樣，1918？年的地震引發(fā)的東山風(fēng)動石的擾動強度也在條件穩(wěn)定允許的范圍之內(nèi)。

（胡漫根據(jù)相關(guān)資料摘編）