LEVER’S LEVERAGE How does the position of the weight affect the balancing point of the lever? 

  

Brenton Dunn 

Dara Dispanurat 

 

Ms. Guan, Period 3  

 

 

 

ABSTRACT Have you ever wondered what would happen if we imbalanced two objects of 

unequal weight? Well, that’s exactly what information is being “balanced” in this 

paper. From balancing simple household objects like a plastic sand bucket and a 

water bottle on a yardstick to identifying the fulcrum, effort, and load on objects 

that were never thought of as levers, you will explore the constant machines (that 

might not even be moving) in our modern world.  

In the following, we will explore and learn about: 

● Problem: Having two various objects of unequal weight is unbalanced on a 

lever. How can we fix this so that both objects will be balanced? 

● Hypothesis: If the placement of objects varies on a lever, whether nearer or 

farther from a fulcrum, then their balance will vary. 

● Procedure: We created our lever, using tape, a yardstick, and a 7 oz and 4 

oz object. Then, we conducted our experiment, recording our information 

using math, video, and pictures. See page 5 for full details. 

● Variables: We manipulated the distance from the fulcrum, for the heavy 

object.      We kept our water bottle stationed at one place. 

● Results: After testing our lever, we found that our hypothesis was correct, 

after the lever finally balanced out after slow movement of the heavy 

object towards the fulcrum in the middle on the lever. 

● Conclusion: Like the results, our project results reflected that our 

hypothesis was correct and the two objects did eventually balance out. 

 

 

 

 

1   

 

TABLE OF CONTENTS  

1. INTRODUCTION ……………………………………………………3 

2. HYPOTHESIS / STATEMENT OF PROBLEM …………………....4 

3. MATERIALS ………………………………………………………...5 

4. PROCEDURE ………………………………………………………..6 

5. DATA / RESULTS …………………………………………………...7 

6. EXPLANATION / SCIENCE ……………………………………….8 

7. CONCLUSION ……………………………………………………...9 

8. GLOSSARY ………………………………………………………...10 

9. ACKNOWLEDGEMENTS ……………………………………….11 

10. WORK LOG …………………………………………………….12 

11. BIBLIOGRAPHY ………………………………………………13 

 

 

   

2   

 

  INTRODUCTION You’re sitting alone at the park. The sun is setting, and you stand up to head back to 

your house before it’s too late and have to face your angry mother. You pass by the 

seesaw, and stare at it as a small bird flies and perches on it, happily chirping. A 

crow flies by and perches on the other side of the seesaw. It tilts a little bit, the 

crow’s side leaning towards the floor. It caws in fright and flaps away. The seesaw 

jerks back into its original position, the little bird also frightened, and flies away 

quickly. You wonder how the simple lever really works. Later that night, after 

gathering some materials from your garage, you can finally piece together a 

handmade seesaw that you and observed earlier that day. You sit down, right in 

front of your model. Time to experiment. 

   

3   

 

HYPOTHESIS How does the position of the weight affect the balancing point of the lever? 

If the placement of objects varies on a lever, whether nearer or 

farther from a fulcrum, then their balance will vary. 

We believe that if we place two objects, one object heavier than the other, and 

consistently but slowly, move the heavier object closer towards the fulcrum, then 

the resistance force will lessen and eventually the two objects will balance out.  

For example: 

● Using a bucket weighing 7 oz 

● Using a water bottle weighing 4oz 

● The bucket, naturally weighs more 

● If placing the bucket near the fulcrum, then it will eventually balance out 

with the lighter water bottle on the other side of the lever. 

WHY DO WE BELIEVE THIS? 

We chose this hypothesis because we already know that if two objects are placed at equal 

sides of a first class lever, then the heavier object would obviously tilt towards the 

ground. However, we think that if moving the heavy object towards the fulcrum, which 

is a middle point, then the heavy object will balance the lighter one out. 

 

 

 

4   

 

VARIABLES 

What is a manipulated variable? 

● A manipulated variable is also known as an experimental variable. It is the 

variable that you change during your experiment, or the variable that is used for 

other materials to experiment.  

What was our manipulated variable? 

● Our manipulated variable was the distance from the fulcrum. We constantly 

would move the bucket (which was the heavier object) closer and closer to the 

fulcrum until it would finally balance out on the lever. 

 

What is an independent variable? 

●  An independent variable is a variable that is non - experimental. It is the variable 

that stands on its own. According to Google, “It does not depend on that of another 

(variable)” . Basically, it’s the variable that is literally “independent”.   

What was our independent variable? 

● Our independent variable was the bucket and water bottle itself. Both of these 

objects were indeed of varied weight, but they were on their own and did not 

change at any point of time during our experiment.   

 

What are controlled variables? 

● Controlled variables are variables that must remain the same during the 

experiment in order for it to be fair and orderly. 

What were our controlled variables? 

● Our controlled variables were the same yardstick, same weight of object on the 

opposing side, same location, and same weather (wind could have affected the 

placement and balance of the objects, which only weighed a few ounces) 

5   

 

 

MATERIALS - HOW TO CREATE YOUR LEVER To Create Your First Class Lever Out of Household Items: 

1. A Yardstick - This will be your lever 

2. A Tape Roll - This will be your fulcrum 

3. A Plastic Kid’s Bucket (anything weighing 7 oz) - This will be your resistance force 

4. A Mini Kirkland Bottle (anything weighing 4 oz) - This will be your load 

 

(For the extra materials seen in our video) 

1. For a second class lever: A can opener (see load, fulcrum, and force points below) 

2. For a third class lever: A Tennis racket (see load, fulcrum, and force points below) 

(You can also use other materials, as long as they have the same points as the materials we had used in our experiment) 

 

   

6   

 

PROCEDURE 

1. First, set up your lever. Gather your materials, which would include a large 

sized roll of tape, a yardstick (those from Home Depot work perfectly), and 

two objects weighing 7 oz and 4 oz. 

2. Tape your yardstick and tape roll together at the middle point of the 

yardstick, which will be the fulcrum. (you can use the tape from the tape 

roll to do this) 

3. Carefully place the 4 oz and 7 oz objects at opposing sides of the lever. 

Make sure that they are first at equal distances from the fulcrum. 

4. Now, we can begin the experiment. Carefully move the 7 oz object closer to 

the fulcrum at a desired distance and pace (there isn’t any required pace, 

and it might take a while and multiple tries to balance the two).  

5. Once the two objects are balanced, (make sure to have lots of patience!) 

record your data and measure the distance that the 7 oz object was from 

the fulcrum. 

6. Transfer your data onto any other forms of media (pictures, videos, etc) 

 

You have successfully completed your experiment! 

 

 

7   

 

RESULTS After moving the heavier object weighing 7 oz closer and closer to the fulcrum, it 

eventually balanced out with a 7.5 inch difference. Therefore, our experiment did 

prove to be successful. Our hypothesis was correct, and the statement of problem 

was fixed. We took a picture of our final balance of the lever, which had the 

weights of the objects, and the distances from the fulcrum. 

See below for the picture. 

 

 

 

 

 

 

   

8   

 

 

SCIENCE BEHIND THE EXPERIMENT The lever balanced when the lighter weight (4oz) was a little less than twice distance away from the fulcrum as the heavier weight (7oz). Using the equation M1a = M2b, we could figure out the lengths of the two items away from the fulcrum.  The heavier object (7oz), was 10 inches away from the fulcrum.  The lighter object (4oz), was 17.5 

inches away from from the fulcrum.  After I plugged the numbers into the equation, it worked.  (4)(17.5) = (7)(10) 

 

 

 

  

 

 

9   

 

CONCLUSION After testing our lever, we found that our hypothesis was CORRECT!  

Here was our hypothesis: If the placement of objects varies on a lever, 

whether nearer or farther from a fulcrum, then their balance will vary. 

 Based solely upon the data and results that we had collected, our 

hypothesis was correct. If the placement of objects varies on a lever, whether nearer or farther from a fulcrum, then their balance will (and it did) vary. After balancing our two objects on the lever, the heavier object weighing 7 oz balanced out with the lighter 4 oz object. This was due to the movement of the heavy object, getting closer to the fulcrum on a 36 - inch lever. After several attempts of moving our manipulated variable and 

testing its balance, we finally got the results and balance we needed on the lever and could therefore use its data to test in the equation used (M1a = 

M2b). 

 

 

 

 

 

 

 

 

10   

 

GLOSSARY 

● Lever: (n) a rigid bar resting on a pivot, used to help move a heavy or 

firmly fixed load with one end when pressure is applied to the other. 

● Fulcrum: (n) the point on which a lever rests or is supported and on which 

it pivots. 

● First Class Lever:  (n) a class of lever in which the fulcrum in the middle: 

the effort is applied on one side of the fulcrum and the resistance (or load) 

on the other side, 

● Manipulated Variable: (n) the variable in an experiment in which it is the 

experimental variable, or the variable that is changed. 

● Independent Variable: (n) the variable in an experiment that undergoes no 

change; or the variable that stands alone. 

● Controlled Variable: (n) the variable(s) in an experiment that must remain 

the same or under certain conditions so that the experiment is fair. 

● Resistance Force: (n) the force which an effort (of a person or object) must 

overcome in order to do work on an object via a simple machine. 

Resistance force, like most other forces, is measured in newtons or in 

pounds-force. 

● Load: (n) a weight or source of pressure borne by someone or something. 

 

 

 

 

 

11   

 

ACKNOLEDGEMENTS 

We would like to thank Brenton’s parents for allowing us to conduct, 

shoot, and film our experiment. We would also like to thank Mr. Choi 

for inspiring us to conduct this experiment. We would also like to 

thank Dara’s parents for buying the materials for the experiment. 

Thank you all. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12   

 

WORK LOG 

DATE (DAY MONTH YEAR) 

PERSON (BRENTON/DARA) 

TIME (HOURS MINUTES) 

WHAT YOU DID 

2 MARCH 2017  BRENTON   2HR   RESEARCH WHAT TOPIC TO PICK 

3 MARCH 2017  DARA  30 MIN  BOUGHT AND GATHERED MATERIALS 

5 MARCH 2017  DARA  45 MIN  RESEARCH NOTES 

5 MARCH 2017  BRENTON  1HR 30 MIN  RESEARCH NOTES 

6 MARCH 2017  BRENTON  50 MIN  RESEARCH PAPER 

8 MARCH 2017  DARA  30 MIN  PREPARED MATERIALS 

9 MARCH 2017  BRENTON  2HR 45 MIN  CONDUCTED EXPERIMENT AND SHOT 

VIDEO 

9 MARCH 2017  DARA  2 HR 45 MIN  CONDUCTED EXPERIMENT AND SHOT 

VIDEO 

10 MARCH 2017   BRENTON   50MIN  RESEARCH PAPER 

11 MARCH 2017  DARA  30 MIN  EDITED VIDEO 

11 MARCH 2017  DARA  40 MIN  ORGANIZED PAPER, RESEARCH NOTES, AND 

GATHERED INFO 

13 MARCH 2017  BRENTON  50MIN  RESEARCH PAPER 

14 MARCH 2017  DARA  40 MIN  RESEARCH PAPER 

14 MARCH 207   BRENTON  2HR  EDITED VIDEO 

14 MARCH 2017  BRENTON  1HR 30 MIN  RESEARCH PAPER 

 

13   

 

Bibliography  Alexandra. “Lever of Human Body.” THE PHYSICS CORNER , 2014.

WordPress.com. Availabe from https://alexeinstein.wordpress.com/2014/09/03/lever-of-human- body/ , internet; accessed 10 MARCH 2017

Behnke, Robert. “Levers work to create movement in the human body.”

HUMAN KINETICS, 2017. Human Kinetics. Available from http://www.humankinetics.com/excerpts/excerpts/levers-work-to-create-movement-in-the-human-body , interent; accessed 10 MARCH 2017

Carr, K.E. “Levers - Simple Machines.” QUATR.US, 2016. Quatr.us. Available

from http://quatr.us/physics/machines/lever.htm#topbar , internet; accessed 10 MARCH 2017

Kurtis, Ron. “Levers are Simple Machines.” School for Champions , 2016.

School for Champions. Available from http://www.school-for-champions.com/machines/levers.htm#.WLw8ofnyvb0, internet; accessed 3 MARCH, 2017

“Lever.” Wikipedia, 2017. Wikimedia Foundation, Inc. Available from

https://en.wikipedia.org/wiki/Lever , internet; accessed 5 MARCH 2017 “Levers.” Home Science Tools , 2017. Home Training Tools, Ltd. available

from .https://www.homesciencetools.com/a/simple-machines-levers-science-teaching-tip , internet; accessed 5 MARCH 2017

“Lever Action.” All Science Fair Projects , 1997. Utah State Office of

Education. Available from http://www.all-science-fair-projects.com/science_fair_projects/57/702/abb50fdcef3b82d048a551c64af64ffc.html , internet; accessed 2 MARCH 2017

“Levers and Force.” Science Fair Adventure. ScienceFairAdventure, 2007.

Available from

14   

 

http://www.sciencefairadventure.com/ProjectDetail.aspx?ProjectID=175, internet; accessed 2 MARCH 2017

Lever systems in the human body . YouTube. Human Anatomy Education, 28

SEPTEMBER 2013. Available from https://www.youtube.com/watch?v=eTa2EFd3JF0, internet; accessed 10 MARCH 2017

Science Buddies Staff. "Give It a Lift with a Lever." Science Buddies , 2014.

Science Buddies. Available from http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p065.shtml , internet; accessed 2 MARCH 2017

The mighty mathematics of the lever - Andy Peterson and Zack Patterson .

YouTube. TED-Ed, 18, NOVEMBER 2014. Available from https://www.youtube.com/watch?v=YlYEi0PgG1g , internet; accessed 5 MARCH 2017

“What is a Lever?” Teacher’s Activity Guide, 2017. Scholastic. Available from

http://teacher.scholastic.com/dirt/lever/whatlevr.htm, internet; accessed 5 MARCH 2017

Zechman, Megan. “Science Activities to Learn About Levers.”

EducationPossible, 2013. Education Possible. Available from http://educationpossible.com/science-activities-learn-levers/ , internet; accessed 2 MARCH 2017

Zimmerman Jones, Andrew. “How a Lever Works.” ThoughtCo., 2016.

ThoughtCo. Available from http://physics.about.com/od/simplemachines/f/HowLeverWorks.htm, internet; accessed 4 MARCH 2017

15