ID: 00040186
Источник: ФИПИ
Собираем установку. Рычаг закрепляем в штативе и сначала, пока на нём ничего не висит, добиваемся горизонтального положения — иначе собственный вес рычага исказит опыт. Слева от оси подвешиваем два груза на расстоянии 6 см от оси и ещё один груз на расстоянии 12 см. К правому концу, на расстоянии 6 см от оси, цепляем динамометр и тянем вниз, пока рычаг снова не встанет горизонтально.
Почему так. Каждая сила, приложенная к рычагу, старается его повернуть. Способность силы поворачивать тело описывают моментом силы: это произведение силы на плечо, где плечо — расстояние от оси вращения до линии действия силы. Рычаг остаётся в равновесии, когда моменты, вращающие его в одну сторону, в сумме равны моментам, вращающим в другую. Каждый груз из школьного набора весит около $P_1 = 1$ Н.
Формула. Момент силы: $M = F \cdot l$; условие равновесия рычага: $M_{лев} = M_{прав}$.
Измерения. Плечо справа измеряем линейкой: $l = (0{,}060 \pm 0{,}002)$ м. Показание динамометра снимаем именно тогда, когда рычаг горизонтален: $F = (4{,}0 \pm 0{,}1)$ Н.
Расчёт. Считаем момент справа: $M = F \cdot l = 4{,}0 \cdot 0{,}06 = 0{,}24$ Н·м. Проверим себя слева: $M_{лев} = 2 \cdot 1 \cdot 0{,}06 + 1 \cdot 0{,}12 = 0{,}12 + 0{,}12 = 0{,}24$ Н·м — совпало. Момент силы измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Заметьте: плечо справа короче, чем у части грузов, поэтому и сила на динамометре нужна большая.