Неравноплечий рычаг (экспериментальный тур)

Правило моментов относительно точки подвеса рычага дважды: для пластилина в воздухе и для пластилина, погружённого в воду. Отношение масс воды в шприце в двух равновесиях даёт отношение плотностей.

Подвесим рычаг с пустым шприцом массой \(m\) за центральную петлю и с помощью пластилина уравновесим его. К противоположной петле прикрепим исследуемый пластилин и наберём воду массой \(m_1\) в шприц, чтобы рычаг оказался в равновесии. Запишем правило моментов относительно точки подвеса рычага: \(V\rho g l_2 = m_1 l_1 g\).

Погрузим пластилин в воду и, убавляя/добавляя массу воды в шприце, добьёмся равновесия системы. Запишем правило моментов для этого случая: \(V(\rho - \rho_0) g l_2 = m_2 l_1 g\), где \(V\) — объём пластилина, \(m_2\) — новая масса воды в шприце. Разделив одно уравнение на другое, получим: \(\dfrac{\rho - \rho_0}{\rho} = \dfrac{m_2}{m_1}\). Откуда: \(\rho = \dfrac{m_1}{m_1 - m_2}\,\rho_0\). Для авторской установки \(\rho = 1360\) кг/м\(^3\).

Чтобы применить данный метод, необходимо предварительно убедиться, что для выбранной массы исследуемого пластилина достигается равновесие с частично заполненным шприцем для пластилина в воздухе. Возможно, стоит поменять местами пластилин и шприц.