最常見的不倒翁是紙身、泥底，即用紙漿灌模或用廢紙粘糊成形，再用泥土制成半圓形的底座，將二者粘合好之后，再在外表糊上凈紙，施以彩繪而成；也有的用木頭做底，底部中心固定上鐵塊和小石子；還有用小葫蘆挖凈內瓤，內部灌鉛做成的“葫蘆”；今天還有用雞蛋殼、舊乒乓球做成的小不倒翁。所有的這些不倒翁都有相同的特點：上半身為空心殼體、下半身是一個實心的半球體，底部為圓形。這些特點使它們具有了一致的基本力學結構，都能達到“不倒”的效果。

1．不倒翁的形體結構　

不倒翁為空心殼體，重量很輕；下半身是一個實心的半球體，重量較大，不倒翁的重心就在半球體之內。下面的半球體和支承面之間有一個接觸點，這個半球體在支承面上滾動時，接觸點的位置就要發生改變。不倒翁始終用一個接觸點站立在支承面上，它永遠是一個獨腳體。　

2．不倒翁的平衡的穩定性　　

不倒翁在受到外力的作用時，就要失去平衡，而在外力去除后，不倒翁能自行回復到平衡狀態，這說明不倒翁具有一種抵抗外力干擾保持平衡的能力，這就是平衡的穩定性。這種抵抗干擾保持平衡的能力的形成，應該從不倒翁的受力情況來看。　

3．不倒翁的受力情況有三種

第一，不倒翁平衡的受力情況。不倒翁在桌面上，受到兩個外力的作用：一個是重力G，地球對不倒翁的吸引力；另一個是支持力，桌面對牛球體的反作用力。

第二，不倒翁傾斜的受力情況。不倒翁傾斜時受到兩個力矩的作用，我們稱外力的作用為干擾，外力形成干擾力矩；另一個叫抵抗力矩，由自身的重力形成。

第三，不倒翁復原的受力情況。從勢能角度考慮，勢能低的物體比較穩定，物體一定會向著勢能低的狀態變化。

不倒翁力學原理在人們的生產生活中有著廣泛的應用。

在建筑設計、玩具制造、生活用品、汽車結構設計以及體育健身等方面，不倒翁原理不僅帶給了人們樂趣，人們還對“上輕下重的物體因重心低而更加穩定”加以充分利用，較大的提高了各種設施的安全性能。例如不倒翁式水杯、不倒翁式沙袋、西安小雁塔、汽車操控性能因不倒翁原理而提高等等