5.4 天平會傾向哪一邊

在天平一端的托盤中放一只裝滿水的桶，在天平另一端的托盤里放完全相同的桶，也盛滿水，不過桶中漂著一塊木頭（圖5-4），你覺得天平的指針會傾向哪一邊？

圖5-4 兩只相同的桶都裝滿水，其中一只桶里漂著一塊木頭，哪只桶更重

當我詢問其他人這個問題時，有些人認為漂著木頭的桶比較重，另一些人則認為全是水的比較重。可實際上，兩邊的重量是相等的，天平并沒有傾向任意一方。

無論桶里面有沒有木頭，或者說水的重量比木頭重多少，實際上，雖然第二只桶比第一只桶里面少了一些體積，但根據浮力定律，各種漂浮物浸入液體中排出去的液體的重量同浸入液體中的物體重量一樣，所以天平才會一直維持平衡。

如果我們換一種情形，結果是不是還是一樣的呢？假設我們在天平一端的托盤上放一只裝著水的燒杯，再在燒杯的旁邊放一個砝碼，在天平另一端的托盤上放上砝碼，使得天平維持平衡。如果這時候把燒杯旁的砝碼丟進燒杯里，天平還能繼續維持平衡嗎？

也許有許多人會認為天平不會維持平衡了，因為常識告訴我們當一個物體浸入液體里它會比在液體外的時候輕。然而事實上，雖然砝碼丟進了燒杯中，但砝碼排開了同樣體積的水，使得水面上升，水對于燒杯底部的壓強也增加了。燒杯的底部承受的這個原本不存在的附加力，恰好與砝碼減少的重量相等。