中国科学院力学研究所机构知识库

《力学园地》编辑部老师：您好！我是一名旅游爱好者。4月份到福建旅游，见识到东山奇景：风动石。大风吹来时，石体左右晃动，摇摇欲坠却始终安然无恙。听当地人讲，1918年，东山岛发生7.5级地震，山石滚落，屋倒人亡，可风动石却安然无恙。期待编辑部专家帮我答疑解惑：风动石为何具有如此的稳定性？

                                                                 一名旅游爱好者

“风动石”的奇妙力学稳定性

风动石的奇妙之处就在于它前后左右重量平衡极佳，狂风吹来时，石体左右晃动，但倾斜到一定角度就不会再动了，故为风动石。 为什么风动石会风吹石动摇摇欲坠，但又不会跌落悬崖？这要从力学稳定性的概念来分析。

稳定性概念最清楚的例子来自质点力学，可以由一个圆球位于不同的状态，得到形象的理解。 图1 表示重力场中，球在不同形状表面上的状态：图1(a) 是稳定的，圆球在凹面上，当其偏离静止位置时，由于重力引发的阻尼效应，能自己回到原静止位置；图1(b) 是表面为水平的情况，其稳定性是中性的，圆球偏离其原始位置时，仍在水平面上，但一般不会回到原来的静止位置；图1(c) 是不稳定的，圆球在凸表面上时，对其静止位置的微小偏离都会使球继续偏离，远离原静止位置；图1(d) 表示稳定与否取决于扰动强度，圆球对于小扰动稳定，对于大扰动不稳定，这种情况称为条件稳定。