Принцип действия простых рычажных весов, используемых для сравнения масс тел, может быть продемонстрирован при помощи прибора в исследовании ниже. Снова линейка уравновешена горизонтально на опоре, помещенной в центре тяжести G. Удобно иметь точку G на пятидесятисантиметровой отметке, и этого можно добиться, при необходимости «нагрузив» линейку маленькими шариками пластилина. Тело, массу то которого нужно определить, помещается в какой-либо точке О справа от G и ее расстояние от G записывается в таблице результатов.

На длинном металлическом стержне подвесьте двое пружинных весов, а к весам подвесьте металлическую планку с отверстиями, просверленными через равные интервалы, как показано на рисунке. Изменяйте положение стержня и расстояние между пружинными весами, снимая показания весов для каждого положения. Где бы ни находился стержень — сумма показаний весов равна весу W металлической планки.
При однородной металлической планке весом W возможно, что: а) каждые из пружинных весов покажут вес W/2; б) пружинные весы покажут неравные части W; в) одни весы покажут значение W, другие 0. Даже если подвесить на металлическую планку дополнительные грузы, то показания весов засвидетельствуют, что сумма сил, направленных вверх, всегда равна сумме сил, направленных вниз, и сумма моментов сил относительно любой точки равна нулю.

Представим себе пробку, которая погружается под поверхность воды в сосуде (рис. 3.14).  Силами,   действующими на пробку, являются сила тяжести W и сила давления F вниз пальца плюс выталкивающая сила U₁ воды. Если пробка неподвижна, то W + F = U₁. Поскольку U₁>W, то ре­зультирующая этих двух сил, направ­ленная вверх (U₁ — W), заставит пробку ускоряться вверх, когда палец уб­ран. Постепенно пробка придет в сос­тояние покоя в частично погруженном в воду положении. Это произойдет при U₂=W, т. е. когда выталкиваю­щая сила U₂ станет равна весу пробки. Архимед исследовал закономерности плавания тел и обнаружил зависи­мость, известную как закон Архиме­да.

Теперь давайте перейдем от сил в твердых телах к силам в жидкостях. Если твердое тело погружается в жид­кость, то оно будет вытеснять жид­кость и в результате жидкость будет оказывать ответное давление на твер­дое тело. Это пример третьего закона движения Ньютона, который утверж­дает, что действие и противодействие равны и противоположны. Исходящая от жидкостей направленная вверх си­ла, действующая на объекты, поме­щенные в жидкость, известна как выталкивающая сила. Выталкиваю­щая сила действует на тело в жид­кости, даже если это тело закрепле­но на какой-то опоре, такой, как, например, дно сосуда. Мраморный шарик, брошенный в воду, находя­щуюся в сосуде, погрузится на его дно, как показано на рисунке 3.13, а.

Взаимосвязь между растяжением спиральной пружины и приложенной силой впервые была исследована Ро­бертом Гуком и известна как закон Гука. Закон Гука утверждает, что для спиральной пружины или другого упругого материала растяжение е прямо пропорционально приложенной силе F, если не преодолен предел упру­гости.

Предел упругости определяет­ся максимальной силой, при которой еще не получаются остаточные дефор­мации (остающиеся в теле после сня­тия нагрузки). При силах, не дохо­дящих до предела упругости, пружина возвращается к своей исходной длине или   форме   после   снятия   нагрузки.

Плотность определяется как масса в единице объема и обычно обозна­чается p (ро).

или m = pV и V= m/p. Показанный ниже «треугольник» может помочь вам вспомнить эту перестановку формулы. Накройте символ той величины, кото­рую вы хотите определить, и остав­шиеся две буквы покажут, как соче­таются символизируемые ими величи­ны, например: закройте V  и получи­те m/p.

Для определения плотности ве­щества массой т и объемом V эти величины должны быть вычислены как можно более точно. Определить массу вещества — будь то твердое, жидкое или газообразное его состояние — сравнительно нетрудно при использо­вании весов и, где это необходимо, подходящего контейнера.