Магнитная стрелка, установленная на вертикальной оси, будет занимать равновесное положение, когда магнитное поле Земли будет действовать на неё силой, сбалансированной силой, возникающей под действием тяжести.
Когда мы опускаем магнитную стрелку, она начинает вращаться, поскольку она подчиняется силе тяжести. Однако, в то же время, на стрелку действует магнитное поле Земли, которое стремится поставить стрелку в горизонтальное положение. Два этих вращательных момента должны быть сбалансированы, чтобы стрелка могла стабильно находиться в равновесии. Вертикальная ось, вокруг которой стрелка может свободно вращаться, должна быть размещена таким образом, чтобы плоскость движения стрелки была перпендикулярна магнитному полю Земли. Это делается для того, чтобы магнитное поле Земли оказывало на стрелку только горизонтальную силу. Когда стрелку опускают, она начинает вращаться вокруг оси. Угловая скорость вращения стрелки увеличивается, пока момент силы тяжести не становится равным моменту силы воздействия магнитного поля Земли. Когда оба момента силы станут равными, стрелка займет равновесное положение. Итак, равновесное положение магнитной стрелки будет таковым, что стрелка будет указывать в направлении магнитного поля Земли. Обычно в большинстве мест на Земле магнитное поле направлено северным направлением. Поэтому, когда стрелку опускают, она будет занимать вертикальное положение, указывая на север. Этот опыт имеет практическое применение, например, в навигации, когда магнитная стрелка используется для определения направления на магнитный северный полюс.