Question

Тонкое проволочное кольцо диаметром 34 мм подвешено к пружине так, что плоскость кольца горизонтальна. Кольцо погружают в сосуд с водой, и затем сосуд медленно опускают. Пружина при этом растягивается. Какое значение коэффициента поверхностного натяжения получено в данном опыте, если максимальное растяжение пружины 32 мм, а жесткость пружины равна 5 мН/см?

Answer 1

Дано: диаметр кольца D = 34 мм (0.034 м), максимальное растяжение пружины x = 32 мм (0.032 м), жесткость пружины k = 5 мН/см (5 × 10^-3 Н/см).

Найти значение коэффициента поверхностного натяжения.

Решение с расчетом:
Максимальная сила, действующая на кольцо, равна силе упругости пружины: F = kx. С другой стороны, эта сила вызвана разностью давлений внутри и снаружи кольца: F = 2πrγ, где r = D/2.

Таким образом, 2πD/2 γ = kx, откуда можно найти значение коэффициента поверхностного натяжения: γ = kx/πD.

Подставляем значения и рассчитываем: γ = 5 × 10^-3 × 0.032/π × 0.034 ≈ 0.15 Н/м.

Ответ: значение коэффициента поверхностного натяжения, полученное в данном опыте, составляет примерно 0.15 Н/м.