Физика в школе

В “идеальном” учебнике не должно содержаться недоговорённостей, двусмысленностей, ненужных упрощений и приблизительностей, могущих родить у ученика неточное, неправильное, ошибочное представление о предмете изучения. К сожалению, такие “непонятки” встречаются иногда в учебниках,  и задача учителя раскрыть их, не дать им спровоцировать ученика на неправильные суждения.

Одна из таких “непоняток” - описание поведения молекулы на поверхности и внутри жидкости. Если подпись под вышеприведённым рисунком гласит: “Силы, действующие на молекулу жидкости в объёме жидкости (А) и вблизи её поверхности (В)”, - то это является прямой ошибкой. Как легко видеть, сумма сил, действующих на молекулу у поверхности жидкости, не равна нулю, и по 2-му закону Ньютона молекула должна двигаться с ускорением вниз. На самом деле этого не происходит, потому что кроме сил притяжения, изображённых на рисунке, на молекулу действуют силы отталкивания со стороны самых ближайших молекул-соседок, находящихся на расстоянии равном или меньшем определённой величины, принимаемой за размеры молекул. А притяжение есть только со стороны молекул, удалённых на расстояние большее этой величины. (Самые ближайшие - отталкивают, дальние - притягивают.) Если вставить всего одно слово в подпись к рисунку, то она станет корректной: “Силы притяжения, действующие на молекулу жидкости в объёме жидкости (А) и вблизи её поверхности (В)”. Чтобы не возникло недоразумение, необходимо акцентировать внимание учеников на этом и при объяснении дорисовать “стрелочки” сил отталкивания: 

Теперь видно, что силы уравновешивают друг друга.

Отметим, что сказанное справедливо не только для жидкого состояния вещества, но и для твёрдого. Силы молекулярного притяжения и отталкивания на поверхности и внутри твёрдого тела имеют тот же характер. Т. е. в общем можно говорить о силах молекулярного взаимодействия на поверхности конденсированного тела (твёрдые и жидкие тела).  Благодаря этому мы имеем возможность любоваться картинами, написанными много лет назад - молекулы красочного слоя никуда ”не убегают”, а находятся там же, где были в момент написания картины художником.

 Питер Брейгель “Крестьянская свадьба” 1568 г., Музей истории искусств, Вена