ID: 00040279
Источник: ФИПИ
Собираем установку. Рычаг закрепляем в штативе и балансируем его «вхолостую» — без грузов он должен стоять горизонтально. Слева от оси вешаем два груза на расстоянии 10 см от оси и ещё один груз на расстоянии 5 см. Справа, на расстоянии 10 см от оси, цепляем динамометр и тянем вниз, пока рычаг не вернётся в горизонтальное положение.
Почему так. Сила, приложенная к рычагу, стремится его повернуть, и это стремление измеряют моментом силы: моментом называют произведение силы на плечо, а плечо — это расстояние от оси вращения до линии действия силы. Рычаг покоится, когда «повороты» в одну и в другую сторону взаимно гасятся, то есть суммы моментов слева и справа равны. Каждый груз школьного набора весит около $P_1 = 1$ Н.
Формула. $M = F \cdot l$; условие равновесия: $M_{лев} = M_{прав}$.
Измерения. Плечо справа измеряем линейкой: $l = (0{,}100 \pm 0{,}002)$ м. Силу снимаем с динамометра при горизонтальном положении рычага: $F = (2{,}5 \pm 0{,}1)$ Н.
Расчёт. Момент справа: $M = F \cdot l = 2{,}5 \cdot 0{,}10 = 0{,}25$ Н·м. Проверка слева: $M_{лев} = 2 \cdot 1 \cdot 0{,}10 + 1 \cdot 0{,}05 = 0{,}20 + 0{,}05 = 0{,}25$ Н·м — сходится. Момент силы измеряют в ньютон-метрах (Н·м).