ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задачи данной главы отличаются от обычных задач на гидростатику лишь тем, что в них принимается во внимание еще одна сила — сила поверхностного натяжения (6.2).
Для решения многих задач используется формула (6.6), определяющая высоту поднятия жидкости в капилляре.
I. Смачиваемый водой кубик массой кг плавает на поверхности воды. Ребро кубика имеет длииу На каком расстоянии от поверхности воды будет находиться нижняя грань кубика?
Решение. Архимедова сила , направленная вверх, уравновешивает силу тяжести кубика и силу поверхностного
натяжения. Сила поверхностного натяжения согласно (6.2) равна и действует на кубик вниз. Следовательно, для проекций сил на ось X, направленную вверх, имеем:
Отсюда
Силы поверхностного натяжения вносят поправку около 1 мм.
2. Вертикальная капиллярная трубка радиусом погружена в ртуть. Считая, что ртуть абсолютно не смачивает материала трубки, определить давление ртутн в капилляре непосредственно под выпуклой (полусферической) поверхностью жидкости. Давление атмосферы не учитывать.
Решение. Из условия равновесия столба жидкости в трубке следует, что давление непосредственно под поверхностью в трубке и на том же уровне снаружи трубки одинаково. Это давление равно где — глубина, на которой находится уровень ртути в трубке. Подставляя из формулы (6.6), получим:
Упражнения 6
(см. скан)