Нахиляючи "Ванька-встаньку", ми піднімаємо його центр ваги на висоту h.
Для того щоб правильно відповісти на це питання, зробимо модель, яка і допоможе нам у всьому розібратися. Ніяких особливих пристосувань для цього не знадобиться. Досить взяти звичайного «Ванька-встаньку» і вирізати з картону півколо радіусом 8 сантиметрів.
Чому ця іграшка завжди зайняв свою попередню позицію?
Якщо уважно розглянути цю іграшку, можна помітити, що вона змонтована на важкої підставці, що має форму півкулі. Так як матеріал, з якого зроблена сама фігурка, дуже легкий, то центр ваги всієї іграшки практично збігається з центром ваги важкого півкулі-підставки.
Математично доводиться, що центр ваги півкулі лежить всередині його на радіусі, перпендикулярному до плоского підстави і на відстані 3/8 радіусу від нього.
Нахиляючи «Ванька-встаньку», ми піднімаємо його центр ваги на висоту h.
Візьмемо картонку напівкруглої форми (радіусом 8 сантиметрів), яка являє собою плоску модель підстави «ваньки-встаньки», і знайдемо на ній її центр ваги. Переконаємося в тому, що коли «іван-встанька» знаходиться у вертикальному положенні, то його центр тяжіння знаходиться відповідно на висоті 5 сантиметрів від поверхні столу.
Якщо ми тепер почнемо нагинати нашу модель в сторону і нарешті поставимо її в таке становище, яке відповідає горизонтальному положенню «ваньки-встаньки», то зауважимо, що центр ваги моделі піднявся і знаходиться вже на висоті 8 сантиметрів від поверхні столу.
Якщо ми для порівняння станемо нахиляти пляшку, то виявимо, що її центр ваги, що знаходиться приблизно в середині широкої частини посуду, буде безупинно опускатися і займе найнижче становище, коли пляшка буде покладена набік.
На незліченних прикладах легко переконатися, що сила тяжіння прагне змусити будь-який предмет прийняти таке положення, при якому його центр ваги займав би найнижче з можливих положень. Так само і у випадку з «ванькою-встанькой». Сила тяжіння прагне повернути центр ваги фігурки в найнижче положення. А це положення буває тоді, коли фігурка стоїть вертикально.