Тонкое алюминиевое кольцо радиусом 7,8 см соприкасается с мыльным раствором. Какое усилие нужно приложить, чтобы оторвать кольцо от раствора? Температуру раствора принимаем комнатной. Масса кольца составляет 7 г, а коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора при комнатной температуре равен 4 × 10^-2 Н/м.

Физика 10 класс Поверхностное натяжение усилие отрыва кольца физика поверхностное натяжение мыльный раствор алюминиевое кольцо радиус кольца масса кольца температура раствора расчет усилия Новый

Чтобы определить усилие, необходимое для отрыва алюминиевого кольца от мыльного раствора, нам нужно учесть силу поверхностного натяжения, действующую на кольцо. Поверхностное натяжение создает силу, которая удерживает кольцо на поверхности раствора.

Сначала давайте вспомним, что сила поверхностного натяжения (F) определяется по формуле:

F = γ * L

где:

• γ - коэффициент поверхностного натяжения (в нашем случае 4 × 10^-2 Н/м),
• L - длина линии, соприкасающейся с поверхностью раствора.

Для тонкого кольца длина линии L равна длине окружности кольца, которая вычисляется по формуле:

L = 2 * π * R

где R - радиус кольца. В нашем случае радиус R равен 7,8 см, что в метрах будет 0,078 м.

Теперь подставим значение радиуса в формулу для длины окружности:

L = 2 * π * 0,078 ≈ 0,490 м

Теперь мы можем подставить значения в формулу для силы:

F = γ * L = (4 × 10^-2 Н/м) * (0,490 м) ≈ 0,0196 Н

Таким образом, усилие, необходимое для отрыва кольца от мыльного раствора, составляет примерно 0,0196 Н.

Подводя итог, мы нашли, что усилие, необходимое для отрыва кольца, равно 0,0196 Н, что связано с поверхностным натяжением мыльного раствора и размерами кольца.