Яку масу має водяна крапля, що зависла на виході скляної трубки діаметром 0,001м? Поверхневий натяг води 73 мН/м.
Ответы
Для визначення маси водяної краплі, нам потрібно врахувати, що на ній діє сила тяжіння та сила поверхневого натягу.
Сила тяжіння краплі може бути визначена за формулою:
F_gravity = m * g,
де m - маса краплі, g - прискорення вільного падіння (приймаємо g = 9,81 м/с²).
Для визначення сили поверхневого натягу, використовуємо формулу:
F_surface_tension = 2 * π * r * γ,
де r - радіус краплі, γ - поверхневий натяг води.
Оскільки крапля має форму кулі, радіус може бути визначений як:
r = d/2 = 0,001/2 = 0,0005 м.
Тоді сила поверхневого натягу, діюча на краплю буде:
F_surface_tension = 2 * π * 0,0005 м * 73 * 10^(-3) Н/м = 0,00023 Н.
Оскільки крапля знаходиться у стані рівноваги, сили тяжіння та поверхневого натягу збалансовані:
F_gravity = F_surface_tension,
m * g = 2 * π * r * γ,
m = (2 * π * r * γ) / g.
Підставляючи відповідні значення, отримуємо:
m = (2 * π * 0,0005 м * 73 * 10^(-3) Н/м) / 9,81 м/с² ≈ 9,5 * 10^(-8) кг.
Отже, маса водяної краплі становить близько 9,5 * 10^(-8) кг.