锤尺戏法

材料

• 锤
• 统治者
• 字符串
• 磁带

过程:

1. 首先，拿起你的尺子。你能用食指平衡它吗?试着用尺子上的6英寸标记作为你的平衡点。您现在已经确定了尺子的位置重心，即尺子质量均匀分布在a两侧的位置支点-另一个物体可以绕其旋转的固定点。在这种情况下，支点是你的手指。你会注意到，在我们的尺子上，重心应该在正中间。
2. 现在，拿起你的尺子，把它放在桌子上。在尺子掉下来之前，你能把尺子推到桌子边上多远?你会发现，当你把尺子的重心推到桌子的边缘时，尺子就会掉到桌子的边缘。这是因为你已经使质量不均匀地分布在我们的新支点(桌子的边缘)上。
3. 现在，我们要试着确定锤子的重心在哪里。纵向握着锤子，你能把手指放在锤子中间来保持平衡吗?可能不是!事实上，你会发现锤头比锤柄重。我们可以得出结论，重心在某个地方更接近锤头。
4. 我们怎样才能用锤子把尺子平衡在桌子边上，让尺子只有四分之一英寸接触桌子呢?在这个挑战中，你不能把锤子放在尺子上面!这里有一个提示:当你把两个物体放在一起时，产生的物体有一个新的重心。举例说明你认为我们将要构建的东西可能是什么样的。这将是你的假设。
5. 现在，是时候构建我们的设备了。用绳子绕一个直径约3英寸的圈。
6. 把绳子绕在锤子上，用胶带把绳子固定在锤子中间的某个地方。
7. 现在，把绳子套在尺子上。环的这一端应该在尺子的两英寸处。
8. 锤子柄的末端应该与尺子相交，并在尺子的8英寸处形成锐角。
9. 现在，把以0开头的尺子的一端放在桌子的边缘。如果你做对了，整个东西应该是平衡的，你甚至应该能够把尺子推得越来越靠近桌子的边缘，而不会让它掉到地上!
10. 如果你的锤子和尺子在桌子边缘没有平衡，试着调整锤子相对于尺子的位置。关于锤头相对支点(桌子的边缘)的位置，你注意到了什么?你能让锤头离支点多近而不让所有东西都倒下来?

结果

你应该让所有东西都保持平衡，只要锤子的头挂在桌子下面的某个地方。

为什么?

想想跷跷板上的孩子。跷跷板上的木板很像我们的尺子!当上面没有人的时候，重心正好在中间，也就是支点所在的位置。现在，如果两个同样重的孩子坐在跷跷板的两端，会有什么变化吗?不是真的。重心保持不变，因为跷跷板的质量仍然均匀地分布在支点的两侧。

当一个较重的孩子坐在跷跷板的一端会发生什么?重心不再是正上方的支点，所以更扭矩,或者说是力，作用于跷跷板的一边而不是另一边。较重的孩子的重量使跷跷板的一端沉到地上，而较轻的孩子则被抬到空中。

这与我们看到的锤子和尺子的情况非常相似，但锤子的重心不是像孩子那样放在跷跷板的顶部，而是从桌子下面拉着尺子。事实上，只要重心(锤头)停留在桌子下面的某个地方(并且在支点的桌子一侧)，尺子就能保持完美的平衡。如果你在这个实验中使用了一把塑料尺子，你可能会看到尺子被弯曲到空中，因为通过锤子的手柄施加了扭矩!

现在你已经了解了重心如何帮助物体平衡，你还能做什么东西来平衡桌子的边缘?在探索的过程中，记住你所学到的关于扭矩、平衡和重心的知识。