Question

Щоб відірвати від поверхні рідини тонку дротинку, довжина якої 8 см і маса 0,48 г, до неї необхідно прикласти силу 12 мН, напрямлену вертикально вгору. Визначте поверхневий натяг рідини​

Answer 1

Дано:
l = 8 см = 8 · 10⁻² м
m = 0,48 г = 4,8 · 10⁻⁴ кг
F = 12 мН = 12 · 10⁻³ Н
g = 10 м/с²
=====================
Найти: σ - ?
=====================
Решение. На проволоку действуют три силы: сила тяжести Fт, сила поверхностного натяжения жидкости Fпов и сила, приложенная к проволоке.
Условия равновесия:
F - Fт - Fпов = 0 ⇒ F = Fт + Fпов
Fт = mg
Fпов = 2σl (2 - так как две поверхности жидкости)
Значит, F = mg + 2σl ⇒ σ = (F - mg)/2l
Определим значение искомой величины:
[σ] = (Н - кг · м/с²)/м = (Н - Н)/м = Н/м
σ = (12 · 10⁻³ - 4,8 · 10⁻⁴ · 10)/2 · 8 · 10⁻² = 7,2 · 10⁻³/16 · 10⁻³ = 0,045 Н/м = 45 мН/м.
Ответ: σ = 45 мН/м.

Answer 2

Для визначення поверхневого натягу рідини можна використати формулу:

$F = T \cdot L,$

де:

• $F$ - сила, необхідна для відірвання дротинки від поверхні рідини (12 мН або 0,012 Н),
• $T$ - поверхневий натяг рідини (що ми шукаємо),
• $L$ - довжина дротинки (0,08 м або 8 см).

Тепер можемо визначити поверхневий натяг рідини:

$T = \frac{F}{L}.$

Підставимо відомі значення:

$T = \frac{0,012\, \text{Н}}{0,08\, \text{м}} = 0,15\, \text{Н/м}.$

Отже, поверхневий натяг рідини становить 0,15 Н/м.