Một vòng nhôm có bán kính trong 3,5cm; bán kính ngoài 4cm. Trọng lượng vòng 6,9.10^N. Cho vòng nhôm tiếp xúc dung dịch xà phòng. Để nâng vòng ra khỏi dung dịch cần một lục tối thiểu là bao nhiêu? Biết hệ số căng bề mặt của xà phòng 6 = 0,040 N/m
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Lực cần thiết để nâng vòng nhôm lên:
F = P + s.2p( r 1 + r 2 ) = hp(r 2 2 - r 1 2 )r + s.2p( r 1 + r 2 ) = 0,0114 N.
Ta có Fc = F – P = σ .2. π . D ⇒ F = P + σ .2. π . D = 0,0906N
Muốn kéo vòng nhôm bứt khỏi mặt thoáng của nước thì cần tác dụng lên nó lực F hướng thẳng đứng lên trên và có cường độ nhỏ nhất bằng tổng trọng lực P của vòng nhôm và lực căng bề mặt F c của nước :
F = P + F c
Vì mặt nước tiếp xúc với cả mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm nên lực căng bề mặt F c có độ lớn bằng :
F c = σ ( π D + π d) ≈ σ 2 π D
với D là đường kính ngoài và d là đường kính trong của vòng nhôm mỏng. Bỏ qua độ dày của vòng nhôm và coi gần đúng :
d ≈ D hay D + d ≈ 2D.
Từ đó suy ra: F≈ P + π 2 π D.
Thay số, ta tìm được :
F = 5,7. 10 - 3 .9,8 + 72. 10 - 3 .2.3,14.40. 10 - 3 ≈ 74. 10 - 3 N.