ID: 00040137
Источник: ФИПИ
Собираем установку. Рычаг закрепляем в штативе так, чтобы без грузов он стоял горизонтально — тогда собственный вес рычага уравновешен и мешать измерениям не будет. Слева от оси вешаем два груза на расстоянии 12 см от оси и ещё один груз на расстоянии 6 см от оси. К правому концу, на расстоянии 12 см от оси, цепляем динамометр и тянем вниз ровно настолько, чтобы рычаг снова стал горизонтальным.
Почему так. Рычаг стоит на месте, когда «крутящие усилия» слева и справа одинаковы. Такое усилие называют моментом силы — это сила, умноженная на плечо (плечо — расстояние от оси до линии, вдоль которой тянет сила). Каждый груз школьного набора весит примерно $P_1 = 1$ Н и тянет рычаг вниз со своего расстояния.
Формула. Момент силы: $M = F \cdot l$. Условие равновесия рычага: $M_{лев} = M_{прав}$.
Измерения. Плечо справа измеряем линейкой: $l = (0{,}120 \pm 0{,}002)$ м. Силу снимаем с динамометра в тот момент, когда рычаг горизонтален: $F = (2{,}5 \pm 0{,}1)$ Н.
Расчёт. Проверим себя через левую сторону: $M_{лев} = 2 \cdot 1 \cdot 0{,}12 + 1 \cdot 0{,}06 = 0{,}24 + 0{,}06 = 0{,}30$ Н·м. Справа получаем то же самое: $M = F \cdot l = 2{,}5 \cdot 0{,}12 = 0{,}30$ Н·м. Единица момента силы — ньютон-метр (Н·м).