Определите модули силы, дополнительно действующей на чувствительные весы

Задача. Определите модули силы, дополнительно действующей на чувствительные весы из-за того, что вода смачивает проволочку диаметром \displaystyle d=0,12 мм, подвешенную вертикально к чашке весов и частично погружённую в сосуд с водой. Поверхностное натяжение воды \displaystyle \sigma =7,3\cdot {{10}^{-2}} Н/м.

Дано:

\displaystyle d=0,12 мм
\displaystyle \sigma =7,3\cdot {{10}^{-2}} Н/м

Найти:
\displaystyle F — ?

Решение

Думаем: фраза «вода смачивает» указывает на вполне определённую силу, действующую на проволочку — это сила поверхностного натяжения. Определившись с силой, можем найти её значение:

\displaystyle F=\sigma l (1)

Для этого соотношения главное помнить, что \displaystyle l — длина границы раздела двух фаз (вода/проволока). В нашем случае, данная граница раздела — периметр по которому вода смачивает проволоку, она имеет форму окружности. Пример такого смачивания вы сами можете увидеть, опустив любой круглый предмет (ручку, стержень, иголку и т.д.) в воду, тогда \displaystyle l=\pi d.

Решаем: подставим в (1) рассмотренное нами значение длины границы раздела

\displaystyle F=\sigma \pi d (2)

Считаем: памятуя о том, что используемые переменные должны быть в единицах СИ (\displaystyle d=0,12 мм \displaystyle =0,12*{{10}^{-3}} м и учитывая значение константы (\displaystyle \pi \approx 3,14), получим

\displaystyle F=7,3*{{10}^{-2}}*3,14*0,12*{{10}^{-3}}\approx 2,8*{{10}^{-5}} Н

Ответ\displaystyle F\approx 2,8*{{10}^{-5}} Н.

Ещё задачи на тему «Поверхностное натяжение«.

Определите модули силы, дополнительно действующей на чувствительные весы обновлено: Ноябрь 6, 2017 автором: Иван Иванович

Добавить комментарий