|
|
|
|
|
|
Вступительное задание.
Открытые уроки. Учебники по физике. Задачи по физике. Справочник по физике. Вопросы и консультации. Рефераты. Олимпиады и турниры по физике. Современная физика. Весёлая наука. Воскресная школа. Уголок крохобора. Не только физика. Директория ссылок. Репетиторы. Малая академия наук. . |
Ответы на вопросы по физике. Буров Ю.М.
Предыдущие страницы смотрите здесь. В школьной и даже институтской физике такие задачи решаются следующим образом. Считается, что в момент отрыва капли вес капли равен силе поверхностного натяжения по линии касания капли с трубкой. Вес капли равен , сила поверхностного натяжения равна . Отсюда найдем объем капли, а, разделив 1 см3 на объем одной капли, найдем число капель. Сейчас уже не помню, то ли в школе, то ли в МИФИ мне приходилось делать лабораторную работу, где определялся коэффициент поверхностного натяжения по весу капель. Полученная величина хорошо совпала с табличным значением . Но если вы внимательно присмотритесь к процессу отрыва капли от трубки, то увидите, что капля отрывается не по линии контакта, а путем постепенного утончения перешейка. Я попробовал изобразить это на рисунке. То есть отрыв капли происходит по другому механизму, а совпадение результатов, скорее всего случайное. Механизм отрыва капли следующий. Задача 2. В капиллярной трубке жидкость поднимается на 80 см. Определить высоту столбика жидкости, которая может удержаться в трубке, если ее полностью заполнить жидкость в горизонтальном положении, а затем повернуть вертикально. Составитель задачи, видимо полагал, что ответ должен быть 160 см. Действительно, вес столба жидкости равен силе капиллярного притяжения между мениском и трубкой, направленной вверх. Когда трубка вынута из жидкости, на жидкость действуют уже две силы, одна на верхнем мениске, другая - на нижнем. Если бы внутренний радиус трубки вверху был бы равен внешнему радиусу трубки внизу, то капиллярные силы увеличиваются вдвое, и потому вдвое должна увеличиться высота столба жидкости. Как видите, нам пришлось ввести неочевидное предположение о равенстве радиусов трубки, которого нет в условие задачи. Похожая задача рассмотрена в учебнике физики Г.Я. Мякишева и А.З. Синякова. Задача решается с использованием формулы, описывающей давление капиллярной пленки через ее кривизну, но, к сожалению, не дано правильное определение кривизны поверхности. Найдите и прочитайте “Наглядную геометрию” Д.Гильберта, С. Кон-Фоссена. Очень хорошая книга!
|