Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11420
2019-11-17 
На оси $AB$ (см. условия задачи 11419) находятся две шайбы с плотностями $\rho_{1}$ и $\rho_{2}$. Как они перемещаются?
Рассмотреть случаи $\rho_{1}, \rho_{2} \geq \rho; \rho_{1}, \rho_{2} \leq \rho; \rho_{1} > \rho > \rho_{2}$.
Решение:
Рассмотрим сначала случай, когда в жидкости находится лишь одна шайба $M$ плотностью $\rho_{1}$ и вся система пребывает в состоянии устойчивого равновесия. При этом, очевидно, тяжелая шайба "лежит на дне" (рис. а), легкая находится у "поверхности" (рис. б). В последнем случае "дно", т. е. точка, в которой $\vec{F}_{т} = \vec{F}_{A} = 0$, находится не в середине $AB$, а смещено в сторону от объема $M$.
Определим силы, действующие на объем жидкости $N$, находящийся на $AB$. Ограничимся исследованием Только одного случая (остальные рассматриваются совершенно аналогично), а именно $\rho_{1} < \rho$, объем $N$ находится между "дном" и "поверхностью" $B$; объем $M$ - у "поверхности" $A$. Силы, действующие на $N$, изображены на рис. б. Они равны друг другу и противоположны по направлению, так как $N$ находится в равновесии. Помещая на место N мысленно вещество с другой плотностью, изменяем силу $\vec{F}_{т}$, сохраняя величину силы $\vec{F}_{A}$. Следовательно, в рассматриваемом случае тяжелая шайба "утонет", а легкая "всплывет к поверхности" $B$.
Окончательный ответ на задачу: тяжелые шайбы всегда "тонут", легкие "всплывают к ближайшей поверхности".
В заключение еще раз напомним о "методе отрицатетъной массы" (см. задачу 11418). Приведем целиком "решение" нашей задачи, содержащееся в одном из сборников для школы:
"Вводя понятие массы, мы указывали, что масса - существенно положительная величина. Однако когда говорят о значении какой-либо физической величины, подразумевают, что ее сравнивают с другой величиной, значение которой часто принимают за нуль. Что же играет роль нулевой массы? Очевидно, масса "пустоты", масса того "фона", который окружает тела. В рассматриваемом случае роль "фона" выполняет гравитирующая жидкость. При $\rho_{1} > \rho$ масса положительна, при $\rho_{1} < \rho$ мы формально всегда можем говорить об отрицательной массе тела по отношению к окружающей среде. Используя понятие отрицательной массы, легко описать относительное движение шариков: 1) при $\rho_{1} = \rho_{2} > \rho$ сила взаимодействия пх положительна - шарики сближаются; 2) при $\rho_{1} < \rho < \rho_{2}$ масса первого шарика отрицательна, произведение масс также отрицательно, $F < 0$ и шарики отталкиваются; 3) при $\rho_{1} = \rho_{2} < \rho$ массы шариков отрицательны, $F > 0$ шарики притягиваются.
В этих рассуждениях содержится такое количество нелепостей, что не удивительно, что полученный результат даже формально несправедлив (ибо, как мы видели, взаимное поведение шайб зависит от того, с какой стороны от "дна" они находятся).
Мы уделили "методу отрицательной массы" такое значительное место потому, что нередко в руководствах для школьников рассуждения, основанные на законах физики, подменяются какими-то формальными необоснованными приемами.
На оси $AB$ (см. условия задачи 11419) находятся две шайбы с плотностями $\rho_{1}$ и $\rho_{2}$. Как они перемещаются?
Рассмотреть случаи $\rho_{1}, \rho_{2} \geq \rho; \rho_{1}, \rho_{2} \leq \rho; \rho_{1} > \rho > \rho_{2}$.
Решение:
Рассмотрим сначала случай, когда в жидкости находится лишь одна шайба $M$ плотностью $\rho_{1}$ и вся система пребывает в состоянии устойчивого равновесия. При этом, очевидно, тяжелая шайба "лежит на дне" (рис. а), легкая находится у "поверхности" (рис. б). В последнем случае "дно", т. е. точка, в которой $\vec{F}_{т} = \vec{F}_{A} = 0$, находится не в середине $AB$, а смещено в сторону от объема $M$.
Определим силы, действующие на объем жидкости $N$, находящийся на $AB$. Ограничимся исследованием Только одного случая (остальные рассматриваются совершенно аналогично), а именно $\rho_{1} < \rho$, объем $N$ находится между "дном" и "поверхностью" $B$; объем $M$ - у "поверхности" $A$. Силы, действующие на $N$, изображены на рис. б. Они равны друг другу и противоположны по направлению, так как $N$ находится в равновесии. Помещая на место N мысленно вещество с другой плотностью, изменяем силу $\vec{F}_{т}$, сохраняя величину силы $\vec{F}_{A}$. Следовательно, в рассматриваемом случае тяжелая шайба "утонет", а легкая "всплывет к поверхности" $B$.
Окончательный ответ на задачу: тяжелые шайбы всегда "тонут", легкие "всплывают к ближайшей поверхности".
В заключение еще раз напомним о "методе отрицатетъной массы" (см. задачу 11418). Приведем целиком "решение" нашей задачи, содержащееся в одном из сборников для школы:
"Вводя понятие массы, мы указывали, что масса - существенно положительная величина. Однако когда говорят о значении какой-либо физической величины, подразумевают, что ее сравнивают с другой величиной, значение которой часто принимают за нуль. Что же играет роль нулевой массы? Очевидно, масса "пустоты", масса того "фона", который окружает тела. В рассматриваемом случае роль "фона" выполняет гравитирующая жидкость. При $\rho_{1} > \rho$ масса положительна, при $\rho_{1} < \rho$ мы формально всегда можем говорить об отрицательной массе тела по отношению к окружающей среде. Используя понятие отрицательной массы, легко описать относительное движение шариков: 1) при $\rho_{1} = \rho_{2} > \rho$ сила взаимодействия пх положительна - шарики сближаются; 2) при $\rho_{1} < \rho < \rho_{2}$ масса первого шарика отрицательна, произведение масс также отрицательно, $F < 0$ и шарики отталкиваются; 3) при $\rho_{1} = \rho_{2} < \rho$ массы шариков отрицательны, $F > 0$ шарики притягиваются.
В этих рассуждениях содержится такое количество нелепостей, что не удивительно, что полученный результат даже формально несправедлив (ибо, как мы видели, взаимное поведение шайб зависит от того, с какой стороны от "дна" они находятся).
Мы уделили "методу отрицательной массы" такое значительное место потому, что нередко в руководствах для школьников рассуждения, основанные на законах физики, подменяются какими-то формальными необоснованными приемами.
