С нити отмеряем на палке равные участки. - Сначала отмеряем нитью всю длину палки, затем получившуюся длину нити складываем пополам и снова отмеряем на палке, - получаем половину длины. Снова складываем нить пополам, отмеряем на палке, - получаем 4 четверти. В результате получим палку, разделенную по длине на 4 равные отрезка. Теперь привязываем нить к палке на отметке, скажем, 1/4 от любого края, а имеющийся груз привязываем на тот же край. (см. рис) Закрепляем второй конец нити на гвозде. Предположим, что палка находится в равновесии.
Получаем, так называемый, рычаг первого рода. Условие равновесия рычага: F₁/F₂ = L₂/L₁ где L₂ и L₁ - плечи рычага, равные, соответственно 3/4 и 1/4 F₁ - сила тяжести, действующая на подвешенный груз, F₂ - сила тяжести, действующая на 3/4 части палки.
Если известна масса груза, допустим, 0,9 кг, то мы можем определить массу 3/4 палки, а, следовательно, и всей палки: F₂ = F₁L₁/L₂ = 9*1/4 : 3/4 = 9/4 * 4/3 = 3 (Н)
Таким образом, масса 3/4 палки равна: m = F₂/g = 0,3 (кг)
Следовательно, масса всей палки равна 0,3 : 3/4 = 0,4 (кг)
Если после подвешивания на гвозде палка не будет находиться в равновесии с привязанным грузом, то нужно переместить точку подвешивания груза ближе или дальше от точки подвеса палки до достижения равновесия. После чего измерить соотношение плеч рычага k = L₂/L₁ и полученное число приравнять к отношению сил: k = F₁/F₂ => F₂ = F₁/k
Вся работа пойдет на изменение потенциальной энергии 4 книг (пятую не трогаем она уже лежит на столе). Центр масс книги находится в ее середине, поэтому высоты центр масс книг над столом, после того как положим их в стопку будут
В результате получим палку, разделенную по длине на 4 равные отрезка.
Теперь привязываем нить к палке на отметке, скажем, 1/4 от любого края, а имеющийся груз привязываем на тот же край. (см. рис) Закрепляем второй конец нити на гвозде. Предположим, что палка находится в равновесии.
Получаем, так называемый, рычаг первого рода.
Условие равновесия рычага:
F₁/F₂ = L₂/L₁
где L₂ и L₁ - плечи рычага, равные, соответственно 3/4 и 1/4
F₁ - сила тяжести, действующая на подвешенный груз,
F₂ - сила тяжести, действующая на 3/4 части палки.
Если известна масса груза, допустим, 0,9 кг, то мы можем определить массу 3/4 палки, а, следовательно, и всей палки:
F₂ = F₁L₁/L₂ = 9*1/4 : 3/4 = 9/4 * 4/3 = 3 (Н)
Таким образом, масса 3/4 палки равна: m = F₂/g = 0,3 (кг)
Следовательно, масса всей палки равна 0,3 : 3/4 = 0,4 (кг)
Если после подвешивания на гвозде палка не будет находиться в равновесии с привязанным грузом, то нужно переместить точку подвешивания груза ближе или дальше от точки подвеса палки до достижения равновесия. После чего измерить соотношение плеч рычага
k = L₂/L₁ и полученное число приравнять к отношению сил:
k = F₁/F₂ => F₂ = F₁/k
Масса всей палки: m = F₂/L₂