Признаки равновесия

Второй признак  равенство плеч  для него является новым. Записав ответ ученика, экспериментатор без всяких вопросов и поправок переходил к следующей задаче № 2. В ней представлен случай нарушения равновесия из-за неравенства плеч.

В со­ответствии с данными задачи экспериментатор предлагал испытуемому увеличить одно плечо до 10 см и вновь выска­зать свое предположение, сохранится ли теперь равновесие. Получив ответ испытуемого, экспериментатор отпускал рычаг, и по его положению школьник проверял правильность своей гипотезы.

«А теперь добавим еще одну гирьку на плече в 5 см», продолжал экспериментатор, кладя перед испытуемым кар­точку с задачей № 3. В ней представлен общий случай рав­новесия: при неравных плечах и силах. Решая предыдущую задачу, школьник видел, что увеличение одного из плеч в два раза вызвало нарушение равновесия. А в третьей задаче увеличение груза в два раза на противоположном плече при сохранении неизменными других данных привело к восста­новлению равновесия. Теперь испытуемый мог сделать вывод о том, что если увеличить одно плечо в несколько раз и силу, приложенную к другому плечу, увеличить во столько же раз, то рычаг сохраняет равновесие.

В задаче № 3 внимание испытуемого направлено глав­ным образом на выделение кратных отношений между дан­ными. При решении следующей задачи  № 4 он должен убедиться в том, что равенство отношений является необхо­димым, но недостаточным условием равновесия. Согласно условию этой задачи, ученик меняет местами гири. Отноше­ния между плечами и силами по своей абсолютной величине остаются теми же, но теперь на большем плече висит боль­ший груз и равновесие нарушается. Отсюда в сопоставлении с предыдущей задачей должен быть сделан вывод, что для равновесия необходимы обратные отношения между плечами и силами рычага.

Таким образом, уже в первом цикле, как и в каждом из остальных, имеются все необходимые и достаточные данные для выделения существенных признаков равнове­сия:

1. равенства кратных отношений плеч и сил;
2. об­ратных отношений между ними.

Задача может быть ре­шена и на основе установления равенства «моментов сил», т.е. произведения сил на их плечи.