Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng (2017)

Hình cầu tác dụng phân tử Ðồ thị biểu diễn lực tương tác tổng hợp của hai phân tử như sau: hìnhvẽ tưởng tượng tách riêng một phân tử A nào đó trong khối chất lỏng và xéttác dụng các phân

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “ Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng” đã hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình, chu

đáo của thầy giáo- TS Đào Công Nghinh cùng các thầy cô trong tổ Vật lý đại

cương khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quí báu của quí thầy cô, đồngthời xin chân thành cảm ơn thư viện trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạođiều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đề tài này

Trong quá trình nghiên cứu, bản thân là một sinh viên bước đầu làmquen với phương pháp nghiên cứu khoa học nên không tránh khỏi thiếu sót vàhạn chế Vì vậy tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quí thầy cô

và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 19 tháng 4 năm 2017

Sinh viên

Nguyễn Thị Huyền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung tôi đã trình bày trong khóa luận tốt

nghiệp với đề tài: “Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng” là kết quả

nghiên cứu của bản thân tôi với sự hướng dẫn của thầy giáo - TS Đào Công Nghinh.

Những nội dung này không trùng với bất kì kết quả nghiên cứu của các tác giảkhác

Hà Nội, ngày 19 tháng 4 năm 2017

Sinh viên

Nguyễn Thị Huyền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 L ý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6.Cấu trúc khóa luận 2

NỘI DUNG 3

Chương 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

1.1 Tìm hiểu sơ lược cấu trúc và tính chất của chất lỏng 3

1.1.1 Tính chất của chất lỏng 3

1.1.2 Cấu trúc của chất lỏng 3

1.2 Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng 4

1.2.1 Hình cầu tác dụng phân tử 4

1.2.2 Lực căng mặt ngoài của chất lỏng 5

1.2.2.1 Định nghĩa 5

1.2.2.2 Năng lượng tự do 6

1.2.3 Suất căng mặt ngoài 7

1.2.4 Một số hiện tượng căng mặt ngoài 7

1.2.4.1 Sự tạo thành giọt khi chất lỏng chảy ra khỏi một ống nhỏ 7

1.2.4.2 Màng xà phòng 8

1.3 Hiện tượng dính ướt, không dính ướt 8

1.3.1 Hiện tượng dính ướt 9

1.3.2 Hiện tượng không dính ướt 10

1.3.3 Giải thích một số hiện tượng thực tế 11

1.4 Áp suất phụ gây bởi mặt khum chất lỏng 12

1.4.1 Định nghĩa áp suất phụ 12

1.4.2 Biểu thức áp suất phụ 12

1.5 Hiện tượng mao dẫn 14

Chương 2 MỘT SỐ DẠNG BÀI T P VỀ HIỆN TƯỢNG CĂNG MẶT NGOÀI CỦ CHẤT ỎNG 18

2.1 Phân loại và phương pháp giải 18

2.1.1 Dạng 1:Tính lực căng bề mặt của chất lỏng 18

2.1.1.1 Phương pháp giải 18

2.1.1.2 Bài tập vận dụng 18

2.1.2 Dạng 2:Tính năng lượng mặt ngoài của chất lỏng 19

2.1.2.1 Phương pháp giải 19

2.1.2.2 Bài tập vận dụng 20

2.1.3 Dạng 3: Bài toán về hiện tượng nhỏ giọt của chất lỏng 21

2.1.3.1 Phương pháp giải 21

2.1.3.2 Bài tập vận dụng 21

2.1.4 Dạng 4:Bài toán về áp suất phụ và công thức laplace 22

2.1.4.1 Phương pháp giải 22

2.1.4.2 Bài tập vận dụng 23

2.1.5 Dạng 5: Bài toán về hiện tượng mao dẫn 24

2.1.5.1 Phương pháp giải 24

2.1.5.2 Bài tập vận dụng 24

2.2 Bài tập tổng hợp 26

ẾT U N 39

TÀI IỆU TH M HẢO 40

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Vật lý phân tử và nhiệt học có nhiệm vụ tìm hiểu cấu tạo phân tử củavật chất và vận dụng những hiểu biết đó để giải thích những tính chất vĩ môcủa vật chất liên quan đến chuyển động của phân tử.Vật chất có thể tồn tại ởmột trong ba trạng thái: rắn, lỏng, khí

Vật lý phân tử và nhiệt học nghiên cứu từng trạng thái của vật chất, ởmỗi dạng khác nhau vật chất có những tính chất đặc trưng riêng Và chất lỏng

có những tính chất đặc biệt – đó là hiện tượng căng mặt ngoài Những tínhchất này giúp ta giải thích được nhiều hiện tượng trong đời sống kĩ thuật như:tại sao con nhện có thể đứng yên trên mặt nước mà không bị chìm? Tại sao bềmặt nước ở chỗ tiếp xúc với thành bình hoặc thành ống không phẳng ngang,

mà lại bị uốn cong thành mặt khum? Tại sao mức nước bên trong các ống nhỏlại dâng cao hơn mặt nước bên ngoài ống?

Nhận thấy rằng nghiên cứu về chất lỏng có ý nghĩa quan trọng trongviệc giải thích các hiện tượng trong cuộc sống và giải các bài tập Đặc biệt,các bài toán về chất lỏng là các bài toán hay, không thể thiếu trong chươngtrình vật lý đại cương, gắn liền với thực tiễn

Vì thế, tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu “hiện tượng căng mặtngoài của chất lỏng” Với mục đích tìm hiểu sâu hơn về chất lỏng, phân loại

và hệ thống các kiến thức về chất lỏng, tạo niềm say mê, yêu thích khi giảicác bài tập này Từ đó có thể vận dụng kiến thức vào thực tiễn, nâng cao trình

độ khoa học của bản thân, bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học

2 Mục đích nghiên cứu

Nắm vững kiến thức cơ bản về hiện tượng căng mặt ngoài của chấtlỏng, phân loại và giải các bài toán của phần này, biết vận dụng các kiến thứcvào thực tiễn kĩ thuật,thấy được tác dụng môn học với thực tế

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: các bài tập về hiện tượng căng mặt ngoài chất lỏng

- Phạm vi: các vấn đề về hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Hệ thống hóa lý thuyết và bài tập, phân loại các dạng bài tập và phươngpháp giải từng loại Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng trongcuộc sống

5 Phương pháp nghiên cứu

- Đọc và nghiên cứu các tài liệu

- Sưu tầm, phân loại và giải các bài tập về hiện tượng căng mặt ngoàicủa chất lỏng

6.Cấu trúc khóa luận

Chương 1 CƠ SỞ THUYẾT

Chương 2 MỘT SỐ DẠNG BÀI T P VỀ HIỆN TƯỢNG CĂNG MẶT NGOÀI CỦ CHẤT ỎNG

ẾT U N

NỘI DUNG Chương 1

CƠ SỞ THUYẾT 1.1 Tìm hiểu sơ lược cấu trúc và tính chất của chất lỏng

Áp suất nội tại là do tương tác phân tử nên ta còn gọi là áp suất phân tử

So với chất rắn thì mỗi phân tử chất lỏng cũng dao động quanh một vịtrí cân bằng nhưng chúng không gắn bó vĩnh viễn với vị trí cân bằng ấy nhưchất rắn, mà thình thoảng chúng thay đổi vị trí cân bằng, bằng cách trượt đimột đoạn vào khoảng kích thước phân tử Khoảng thời gian mà mỗi phân tử

có thể tồn tại ở một vị trí cân bằng nào đấy sẽ càng lớn nếu nhiệt độ chất lỏngcàng thấp

Trong đồ thị diễn tả là thế năng tương tác giữa hai phân tử, ta có đườngnăng lượng toàn phần nằm dưới miệng hố thế năng (gần miệng hố) Phân tử B

ở trong hố thế năng của phân tử A phân tử B thực hiện dao động quanh một

vị trí cân bằng trong hố thế

Sau một thời gian nào đó, phân tử B tương tác với các phân tử khácnữa, thu thêm năng lượng, có động năng lớn hơn trước, vượt hố thế này để rơivào hố thế của một phân tử khác

1.2 Hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng

1.2.1 Hình cầu tác dụng phân tử

Ðồ thị biểu diễn lực tương tác tổng hợp của hai phân tử như sau: (hìnhvẽ) tưởng tượng tách riêng một phân tử A nào đó trong khối chất lỏng và xéttác dụng các phân tử khác lên nó

Khi r > r0 thì lực tác dụng tổng hợp là lực hút Lực này giảm khi r tăng.Lấy giá trị r, bắt đầu từ đó lực tương tác phân tử có thể bỏ qua Hình cầu tâm

A, bán kính bằng r với r được gọi là bán kính tác dụng phân tử, còn hình cầu

ấy gọi là hình cầu tác dụng phân tử.

- Nếu phân tử A nằm sâu trong lòng chất lỏng, lực tương tác của cácphân tử ở trong hình cầu tác dụng của A lên A hướng theo mọi phía, coi nhưcân bằng nhau lên lực tương tác tổng hợp lên A bằng 0

- Nếu A ở gần mặt thoáng: tâm A cách mặt thoáng khoảng d > r Trênmặt thoáng là hơi của chất lỏng, số lượng phân tử ở thể hơi trong hình cầu tácdụng của A là ít Lực tác dụng tổng hợp lên A không bằng 0: ⃗ hướng từ mặtthoáng vào lòng chất lỏng Lực ⃗ càng lớn nếu phân tử A càng ở gần mặtthoáng, tuy nhiên ⃗ không làm cho A di chuyển vào lòng chất lỏng A chỉ dichuyển quanh vị trí cân bằng của nó vì lực đẩy của các phân tử khác lên A.Nếu A tiến quá gần chúng, chúng đẩy A ra.Đối với các phân tử khác nằm

1.2.2 Lực căng mặt ngoài của chất lỏng

Nếu đủ nhỏ, thì được coi như vuông góc với

Rõ ràng dưới tác dụng của lực căng mặt ngoài , lớp mặt ngoài luônluôn muốn co lại để cho diện tích mặt ngoài nhỏ nhất Tính chất này làm chomặt ngoài của chất lỏng có tính chất như một màng cao su bị căng, (luôn có

xu hướng co lại) vì vậy lực nói trên được gọi là lực căng mặt ngoài

1.2.2.2 Năng lượng tự do

Ta cũng có thể đưa ra khái niệm lực căng mặt ngoài, dựa theo quan

điểm năng lượng Biết rằng các phân tử ở lớp mặt ngoài, với bề dầy r, chịu

một lực hướng vào trong lòng chất lỏng Vì thế, việc di chuyển một phân

tử trong lòng chất lỏng ra lớp mặt ngoài ấy, đòi hỏi một công để thắng lựccản này Trong trường hợp chất lỏng không trao đổi năng lượng với ngoại vật,công này được thực hiện nhờ sự giảm động năng và tăng thế năng của phân

tử Lý luận này cho ta thấy rằng mỗi phân tử ở lớp mặt ngoài khác các phân tử

ở trong lòng chất lỏng là nó có một thế năng phụ (tiềm tàng)

Thế năng phụ tiềm tàng của các phân tử ở lớp mặt ngoài chất lỏng gọi

là năng lượng tự do

Khi khối chất lỏng giảm diện tích mặt ngoài, năng lượng tự do trong

khối chất lỏng giảm Năng lượng tự do tuân theo nguyên lý cực tiểu là lớp mặt ngoài chất lỏng luôn luôn co về diện tích nhỏ nhất (có thể có) để ứng với năng lượng tự do cực tiểu (có thể có).

Ta sử dụng nguyên lý cực tiểu của năng lượng tự do để giải thích dạnghình cầu của các giọt nước bé tự do

1.2.3 Suất căng mặt ngoài

Ðể so sánh lực căng mặt ngoài của các chất lỏng khác nhau, ta xét mộtđại lượng gọi là suất căng mặt ngoài; kí hiệu:

Gọi là giá trị lực căng mặt ngoài tác dụng lên đoạn dài , lấy trênmặt ngoài chất lỏng, ta viết:

Chú ý: Tăng nhiệt độ chất lỏng, suất căng mặt ngoài giảm

Tại nhiệt độ tới hạn,

Lực căng mặt ngoài tồn tại không những tại mặt phân cách giữa hai phalỏng và hơi, mà cả giữa hai chất lỏng không hòa tan, giữa chất lỏng và chấtrắn Suất căng mặt ngoài của một chất sẽ thay đổi nếu trong chất đó có lẫnchất khác

1.2.4 Một số hiện tượng căng mặt ngoài

1.2.4.1 Sự tạo thành giọt khi chất lỏng chảy ra khỏi một ống nhỏ

Trong những ống khá nhỏ, chất lỏng chảy từ từ từng giọt một được giảithích như sau: do tác dụng của trọng lực, khối lỏng chảy ra khỏi ống nhưng bịmàng mặt ngoài giữ lại nên nó tạo thành một giọt phồng to dần và bị thắt lại (

ở chỗ miệng ống) Tới lúc nào mà trọng lượng giọt đủ lớn, có thể thắng đượclực căng mặt ngoài tác dụng lên chu vi vùng thắt và hướng lên trên thì chỗthắt bị đứt, giọt lỏng sẽ rơi xuống và sau đó lại xuất hiện một giọt khác.

Khối lỏng khá nhỏ và áp suất từ phía khối lỏng không đủ lớn thì khốikhông thể chảy ra khỏi ống được Vì vậy, chất lỏng không thể chảy qua mộtmặt lưới nhỏ như mặt ô, mặt vải bạt, mặt lưới sắt lỗ nhỏ…

1.2.4.2 Màng xà phòng

Nhúng một vòng dây thép vào trong nước xà phòng Nếu đã buộc mộtsợi chỉ vào vòng dây thép này thì khi rút vòng dây thép ra khỏi nước xàphòng, ta sẽ có một màng xà phòng bao quanh dây thép Trên màng xà phòngsợi chỉ có dạng tự nhiên của nó vì trên mỗi đoạn của sợi chỉ có những lựccăng mặt ngoài cân bằng nhau tác dụng Chọc thủng màng ở phía trong sợichỉ,vì chỉ còn những lực căng mặt ngoài của màng xà phòng ở phía ngoài sợichỉ nên sợi chỉ bị căng thành vòng tròn

1.3 Hiện tượng dính ướt, không dính ướt

Ta đã nói, lực căng mặt ngoài tồn tại cả ở chỗ tiếp giáp giữa chất lỏng

và chất rắn Xét phân tử A nằm tại chỗ tiếp giáp giữa 3 một trường: rắn, lỏng,khí (hoặc hơi)

Tạm coi mặt thoáng chất lỏng vuông góc với thành bình (rắn) Vẽ hình cầutác dụng của phân tử A Ta thấy:

- Lực hút của các phân tử khí đối với A là không đáng kể

so với lực hút của các phân tử chất rắn và chất lỏng đối với A

- Lực hút của các phân tử chất rắn đối với A kí hiệu là: ⃗⃗⃗⃗⃗

- Lực hút của các phân tử chất lỏng đối với A kí hiệu là: ⃗⃗⃗⃗

Có hai trường hợp có thể xảy ra:

- Tổng hợp lực ⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ hướng về phía chất rắn: chất lỏng dính ướtthành bình

- Tổng hợp lực ⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ hướng về phía chất lỏng: chất lỏngkhông dính ướt thành bình

Sau đây ta sẽ đi sâu thêm vào từng trường hợp ấy:

1.3.1 Hiện tượng dính ướt

Theo trên, ⃗ hướng về phía chất rắn

⃗⃗⃗ làm hai thành phần: ⃗⃗⃗ vuông góc với mặt phân cách và ⃗⃗⃗⃗ tiếp tuyến vớimặt phân cách giữa hai môi trường lỏng và hơi, ⃗⃗⃗ không có tác dụnglàm dịch chuyển phân tử A, ⃗⃗⃗⃗ kéo phân tử A về phía chất rắn

Kết quả là mặt thoáng bị cong xuống Ta nói: chất lỏng làm dính ướtvật rắn, tức là có hiện tượng dính ướt Gọi là góc giữa tiếp tuyến với mặt

ngoài của chất lỏng và mặt ngoài của chất rắn, được gọi là góc bờ Tacó:

Nếu , ta có hiện tượng hoàn toàn dính ướt

Chú ý: Muốn phân tử A cân bằng tại vị trí tiếp giáp giữa 3 môi trường,

thì ⃗ phải vuông góc với mặt cong tại A, nghĩa là các thành phần của frl và flltiếp tuyến với mặt cong trực đối nhau

1.3.2 Hiện tượng không dính ướt

Nếu tổng hợp lực ⃗ hướng vào lòng chất lỏng, thì ta cũng có thể chứngminh tương tự như trên rằng mặt phân cách không thể vuông góc với thànhbình Đó là vì khi phân tích ⃗ thành những thành phần vuông góc và tiếptuyến với mặt phân cách thì sẽ xuất hiện lực ⃗ kéo phân tử A ra xa chỗ tiếpgiáp Kết quả là tạo ra một mặt cong như hình vẽ, sao cho hợp lực ⃗ vuônggóc với mặt cong đó

Trường hợp này giá trị góc bờ là Ta nói chất lỏng không làm ướtvật rắn tức là có hiện tượng không dính ướt.

Nếu : ta nói có hiện tượng hoàn toàn không dính ướt Ta có thểdùng các hiện tượng không và có dính ướt để giải thích nhiều hiện tượng thực

tế như: kim khâu dính dầu, thả nhẹ vào nước thì nổi không chìm; vật rắn bịchìm mặc dù trong lượng riêng bé hơn trọng lượng riêng của chất lỏng

1.3.3 Giải thích một số hiện tượng thực tế

- Một kim khâu dính dầu thả nhẹ nhàng trên mặt nước sẽ nổi trên mặtnước tuy rằng trọng lượng riêng của chất tạo nên kim khâu lớn hơn trọng lượngriêng của nước Hiện tượng này được giải thích như sau: vì kim khâu dính dầunên không bị nước làm ướt Mặt nước ở chỗ tiếp giáp với kim khâu có dạngcong lõm xuống Lực căng mặt ngoài xuất hiện dọc theo đường tiếp giáp giữakim khâu và mặt cong của nước có tác dụng kéo kim khâu lên phía trên Nếutrọng lượng của kim khâu cân bằng với hợp lực của lực căng mặt ngoài vừanói và lực đẩy Acsimet tác dụng lên kim khâu thì kim khâu nổi được trên mặtnước

- Trong thực tế cũng xảy ra hiện tượng ngược lại với hiện tượng trên làmột vật rắn bị chìm dưới mặt chất lỏng dù trọng lượng riêng của vật nhỏ hơntrọng lượng riêng của chất lỏng vì chất lỏng làm ướt vật rắn, lực căng mặtngoài sẽ hướng xuống dưới và kéo chìm vật rắn xuống dưới mặt chất lỏng chođến khi lực căng mặt ngoài và trọng lượng của vật cân bằng với lực đẩyAcsimet tác dụng lên vật

- Hiện tượng dính ướt hay không dính ướt được áp dụng trong ngànhkhai thác quặng Quặng được khai thác từ dưới đất lên còn lẫn lộn cả bẩnquặng Để tách quặng ra khỏi bẩn quặng người ta làm như sau Đổ hỗn hợp đãđược nghiền nhỏ vào trong bể nước có pha chất dầu làm ướt quặng nhưngkhông làm ướt bẩn quặng Dùng máy cho không khí vào trong bể rồi khuấy

mạnh thì ta tạo ra rất nhiều bọt trong bể nước và dầu Vì dầu làm ướt quặngnên các cục quặng bị bao quanh bởi các màng dầu đầy bọt khí, nhờ lực đẩyAcsimet lên các bọt khí này mà các cục quặng được nổi lên trên trong khi cácbẩn quặng bị chìm dưới đáy bể Người ta gạt riêng các cục quặng nổi ở trênsang các bể chứa khác.

1.4 Áp suất phụ gây bởi mặt khum chất lỏng

1.4.1 Định nghĩa áp suất phụ

Trong các hình trụ có kích thước bé, mặt ngoài các chất lỏng dính ướt

có dạng lõm, không dính ướt có dạng lồi Ðường cong giới hạn giữa mặtngoài chất lỏng và thành rắn chịu tác dụng bởi lực căng mặt ngoài Lực này sẽtạo thêm một áp suất nén xuống chất lỏng ở dưới đối với mặt lồi, và tạo ápsuất kéo chất lỏng từ dưới lên ở mặt lõm Áp suất do mặt khum gây ra như thếgọi là áp suất phụ

Tóm lại: tất cả các mặt khum của chất lỏng tác dụng lên chất lỏng một

áp suất phụ so với trường hợp mặt ngoài là phẳng Với mặt khum lồi, áp suấtphụ là dương, mặt khum lõm gây áp suất phụ âm

1.4.2 Biểu thức áp suất phụ

Xét mặt khum cầu lồi với diện tích nguyên tố Xét đoạn cong (ở

⃗⃗ tiếp xúc với mặt lồi Thành phần

⃗⃗⃗ nén khối lỏng dưới diện tích

tạo nên một áp suất phụ dương

thức:

(Công thức Laplaxơ)

Với: R1 và R2 là bán kính chính khúc của 2 giao tuyến cong, do mặt khum đó

bị cắt bởi 2 mặt phẳng vuông góc với nhau tại điểm O mà ta xét

Chú ý:

-Khi mặt cong là mặt cầu thì R1 = R2 = R

Ta có: = như công thức trên

-Khi mặt cong có dạng hình trụ tròn xoay thì R1 = , R2 = R

Ta có: =

1.5 Hiện tượng mao dẫn

Lực căng mặt ngoài dọc theo đường cong tiếp giáp của mặt thoángkhum với thành ống tạo ra áp suất phụ, đồng thới là nguyên nhân gây ra hiệntượng mao dẫn

Nhận xét:

- Nhúng ống trụ nhỏ vào chậu đựng chất lỏng làm ướt ống, ta thấy mặtthoáng chất lỏng trong ống dâng cao lên so với mặt thoáng chất lỏng ngoàichậu Ðộ cao chênh lệch là h

- Nếu dùng chất lỏng không dính ướt thì ngược lại mực chất lỏng trongống hạ thấp so với mặt thoáng ngoài chậu

Ta biết rằng có hiện tượng mao dẫn là do mặt thoáng trong ống lànhững mặt khum (lõm hoặc lồi) Lực căng mặt ngoài gây áp suất phụ âm hoặc

dương kéo chất lỏng lên hoặc xuống làm cho mặt thoáng trong ống chênh lệch so với mặt thoáng ngoài chậu.

( : khối lượng riêng chất lỏng; g: gia tốc trọng trường )

Với f1 = P, ta có:

Từ đó ta suy ra

Khi cột chất lỏng đứng yên, ta có áp suất tính tại điểm A và B bằng nhau:

Gọi d là đường kính của ống (d = 2r) ta có:

(d càng nhỏ, h càng lớn)

h càng lớn nếu : càng lớn, càng lớn

Với : (hoàn toàn dính ướt) thì

 Trường hợp không dính ướt:

Mặt ngoài của chất lỏng trong ống là mặt khum lồi Lực căng mặt ngoàitác dụng trên đường tròn giới hạn mặt khum kéo cột chất lỏng xuống hay ápsuất phụ nén cột chất lỏng xuống

Trong trường hợp này: nên vì vậy h có giá trị âm Điềunày chứng tỏ cột chất lỏng tụt xuống so với mực chất lỏng bên ngoài ống

Lý luận tương tự như trên, đối với chất lỏng hoàn toàn không làm ướt ống

, thì

ta có:

Thực nghiệm cho phép ta xác định h, , g, r từ đó ta suy ra được Hiện tượng mao dẫn có nhiều ứng dụng trong thực tế như nhờ có các ống mao dẫn mà cây cối đưa được thức ăn từ dưới rễ lên trên ngọn, đất trồng trọt giữ được độ ẩm cần thiết, bấc đèn dầu hỏa cháy được,…

Chương 2 MỘT SỐ DẠNG BÀI T P VỀ HIỆN TƯỢNG CĂNG

N/m)

GiảiGiả sử bên trái là nước,bên phải là dung dịch xà phòng Lực căng mặtngoài tác dụng lên cộng rơm gồm lực căng mặt ngoài ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ của nước vànước xà phòng Gọi l là chiều dài cộng rơm

Ta có:

Do nên cộng rơm dịch chuyển về phía nước

GiảiGọi ⃗ là lực căng mặt ngoài tại khung

là lực do chất lỏng tác dụng lên khung hình vuông

Theo định luật III Newton ta có: f hướng xuống và f = f’

Vậy khi kéo khung có 3 lực tác dụng lên khung là : ⃗⃗⃗ ⃗⃗,⃗⃗⃗⃗⃗⃗

Điều kiện để kéo được khung lên là:

Lực kéo cần thiết để nâng khung lên là: Fk = P+f’