Сейчас, я полагаю, что те читатели канала, которым интересно решать задачи, уже дали свои ответы, и настало время подводить итоги.
Во-первых, я благодарен всем, кто активно откликнулся на задачу и предложил варианты решений. Это самое важное, что нужно автору и является для него стимулом к продолжению вкладывания сил в свой канал, попутно прибавляющим опыта в этом деле, которым я тоже хочу поделиться. Но сначала обсудим решение задачи.
Если исходная задача про всплывающий пузырек (послужившая прообразом задачи с пружиной) вызвала неоднозначные ответы, то вот на эту её модификацию в итоге все ответили правильно. Различие состояло лишь в степени "витиеватости" предлагаемого варианта решения и четкости итоговой формулировки ответа.
Но мы здесь не экзамен сдаем, а разбираемся в физической сути (хотя на этот раз я почувствовал дискомфорт от того, что иногда хорошее разумное решение не завершается четким ответом на сформулированный в задаче вопрос).
Мой вариант решения и ответ выглядят так.
Согласно условию задачи, перестановка местами груза и пружины происходит при зафиксированном положении консоли. Значит, на новой позиции пружина будет иметь ту же самую длину. Также не изменяется её вертикальная ориентация. Таким образом, при перестановке по сути происходит лишь параллельное перемещение пружины в однородном поле тяжести при полном сохранении её механического состояния!. Следовательно, силы упругости на верхнем и на нижнем концах пружины (Fв и Fн), которыми она действует на другие тела, - после её переноса в другое место - не изменятся (см. рис).
Факультативно можно добавить, что силы Fв и Fн различаются по величине за счет наличия у пружины собственного веса, и поэтому пружина деформирована неравномерно. Но нам это не важно, а важно лишь то, что после перестановки эти силы остались теми же.
Теперь легко понять, что в первом случае, когда пружина находится снизу, сила давления конструкции на основание создается только одной силой Fн, а во втором случае к этой силе (которая также продолжает действовать на основание уже через жесткий груз), добавляется вес груза, равный 10 кгс. Таким образом, после перестановки пружины и груза, сила давления конструкции на основание увеличится на 10 кгс. Следовательно, на этот раз правильный ответ дала Маша: P1 меньше P2, P2-P1=10 кгс.
***********************************
Вот теперь хочется поговорить о тех мыслях, которые снова "напрягли" меня после прочтения первых откликов на публикацию. Для меня это важно, поскольку я планирую продолжить иногда выкладывать понравившиеся мне задачи, для которых у меня родились идеи по их модификации.
Я чувствую, что некоторые формулировки, используемые в условиях моих задач, оказываются неоднозначно понимаемыми толковыми читателями, "съевшими не одну стаю собак" в деле разгадывания всяких хитрых загадок из великого их разнообразия. Казалось бы, что в этом случае должно формироваться умение выбирать правильную трактовку условия - ту, которую имел в виду автор. Но с моими условиями это не происходит. Мне пока не удается найти тому четкое объяснение, чтобы в дальнейшем избежать подобных проблем. Я очень стараюсь логически корректно формулировать условия задач - ведь это мои "детёныши", и я переживаю, понравятся ли они читателям.
Приведу примеры, когда меня не поняли, а я считаю, что условие сформулировано однозначно.
В первый раз это было с задачей про жонглера. Там я написал:
<< жонглёр умеет ... подбросить шарик ... в любом направлении и с любой скоростью, не превосходящей той, при которой шарик способен подлететь вверх на высоту 5 метров>>.
Когда мы говорим о скорости ходьбы, бега, езды, полета и т.д., мы всегда имеем в виду модуль скорости, если другое не оговорено особо. А уж если использовано сочетание "в любом направлении и с любой скоростью" это не должно оставлять никаких сомнений, что речь идет о модуле скорости. И вот этот модуль скорости не должен превосходить величины, при которой шарик способен подлететь на некоторую высоту. Добавление в условии упоминания о броске вертикально вверх - было бы лишним, поскольку максимальная высота взлета достигается при выборе направления броска именно вверх.
Тем не менее, в обсуждениях были варианты другой трактовки условия...
Что касается уже данной задачи, то в ней была описана четкая последовательность действий:
1- собираем конструкцию, когда пружина внизу, а груз сверху;
2 - сжимаем конструкцию усилием на консоль;
3 - намертво (!) фиксируем консоль и измеряем силу давления на основание;
4 - ПОСЛЕ ЭТОГО меняем местами пружину с грузом и повторно проводим измерения силы давления.
Как можно в этой ситуации подумать, что мы снова расфиксируем консоль, возвращаем всё на место, меняем местами пружину и груз, а после этого снова сжимаем конструкцию? Ну, к примеру, если бы в какой-то задач было написано:
"Автобус принял пассажиров в пункте А и проехал до пункта Б. Далее в пункте Б пассажиры вышли проветриться, а вернувшись, сели в другом порядке. ПОСЛЕ ЭТОГО автобус проехал до пункта С".
Неужели это условие можно трактовать так, будто автобус после возвращения пассажиров вернулся в пункт А и лишь потом поехал в пункт С?
В этой же задаче я использовал общепринятый в физике термин "сила давления". Он имеет свое особое определение. Вообще, в физике есть много разных сил, различающихся по своей природе и характеру действия. Физики обладают меньшей фантазией, чем, например, биологи, которые могут каждому виду из семейства кошачьих дать свое уникальное красивое название. Физики поступили проще - они каждому виду силы добавили определяющее слово, например: "сила тяжести", "сила трения", "сила Лоренца", "сила Кориолиса", "сила реакции опоры", "сила тяги", "сила инерции" и пр. Среди них есть и "сила давления". Действительно, её иногда "смешивают" с просто давлением, но в этом случае возможное неправильное понимание исключается упоминанием размерности величины. У меня в задаче указана используемая размерность этих величин - кгс.
Я прошу прощения у тех, кто примет мои слова, как камень в их огород. Надеюсь, вы прекрасно понимаете, что именно вы составляете мой "золотой фонд" читателей. Мне это обсуждение нужно не для того, чтобы обидеть, а чтобы попробовать дать одну из версий, почему так иногда получается. Я думаю, что здесь есть некий эффект "горя от ума".
Любители решать задачи пропускают через себя их великое множество, набираясь опыта и знаний. В этом потоке задач попадается немало сформулированных некорректно, причем так, что правильная трактовка условия приводит к невозможности решить задачу. И лишь, если исхитриться и сознательно "понять" условие "чрез ж..у", в нарушение общепринятых (или общеподразумеваемых) правил и представлений, то в этом случае может быть найден некий ответ. Наверное, иногда это бывает хорошей встряской для мозгов, демонстрирующей, что даже в задачах, внешне претендующих на "непорочность", увы, как и в реальной жизни, может быть место банальному "кидалову". Поэтому число таких головоломок не иссякает.
Но сейчас я пришел к выводу, что оборотной стороной таких задач является приучение нас к определенному виду бескультурья в формулировках или к "играм без правил". И поэтому очень часто, начиная решать задачу, мы, "обжегшись на молоке - дуем на воду", то есть, сразу настраиваемся на поиск подвоха и сами направляем себя к выбору неправильной трактовки. А наша внутренняя языково-понятийная культура начинает при этом деформироваться.
Я приведу один пример, который не так давно вихрем пролетел по Интернету. Там была задача продолжить некую последовательность. Многие из таких задач формулируются некорректно - в частности, там неправильно применяется знак равенства. Вот характерные примеры таких задач:
или:
Вместо знака равенства следовало бы писать условно: "объекту "А" соответствует свойство (объект) "а", объекту "В" соответствует свойство "в" и т.д.
Но так писать дольше, и поэтому нас ПРИУЧИЛИ, что в данном классе задач этот знак надо воспринимать совсем не как знак равенства (и это само по себе уже вредно). А после того, как мы уже привыкли к такому "безобразию", приняв это за новую ДОГОВОРЕННОСТЬ о том, как в таких задачах трактуется знак равенства, появляется вот такая задача:
Действуя соответственно СФОРМИРОВАВШИМСЯ ДОГОВОРЕННОСТЯМ, мы честно начинаем искать логику в последовательности. И быстро "находим" её. Ан, нет! Оказывается, автор здесь, нарушив сначала правила математики (в первых четырех строчках), а затем и СФОРМИРОВАВШИЕСЯ ДОГОВОРЕННОСТИ, объявляет, что ответом будет 5=1, поскольку это написано в первой строчке! Но ведь мы в этих задачах ОТКАЗЫВАЕМСЯ от традиционного понимания знака равенства! Значит, из 1=5 уже СОВСЕМ НЕ СЛЕДУЕТ, что 5=1!
Повторюсь, я воспринимаю такую задачу (по аналогии с уголовным термином "воровство на доверии") - "обманом на доверии" с коверканьем общепринятых понятий и правил.
Я пришел к выводу, что злоупотребление такими задачами приводит к искажению внутренних языково-понятийных норм и вносит в "мир задач" элементы "дикого запада", в котором действует одно правило - "нет никаких правил". И люди, приступая к задаче, изначально вместо поиска нормального решения настраиваются искать в ней банальный "человеческий подвох"...