Яка сила має бути прикладена по вертикалі вгору до горизонтальної дротини довжиною 8 см і масою 0,48 г, щоб зняти

Тема урока: Поверхневий натяг рідини та механічна рівновага

Пояснення: Поверхневий натяг рідини - це явище, коли на межі розділу рідини з повітрям діє сила, яка спрямована вздовж цієї межі і має властивість зменшувати її площу. Ця сила виникає в результаті взаємодії молекул рідини між собою та з молекулами повітря.

У даній задачі потрібно знайти силу, яка потрібна для підйому горизонтальної дротини виходячи з відомостей щодо маси і довжини.

1. Розрахуємо масу дротини у кілограмах:
Маса (кг) = маса (г) / 1000
Маса (кг) = 0,48 г / 1000 = 0,00048 кг

2. Знайдемо вагу дротини:
Вага = маса * прискорення вільного падіння (g)
Вага = 0,00048 кг * 10 м/с² = 0,0048 Н

3. Оскільки дротина знаходиться у рідині, їй діє підтримуюча сила (сила Архімеда), яка спрямована вертикально вгору та має таку ж величину, як вага зануреної у рідину частини дротини:
Сила Архімеда = Вага зануреної частини = Вага
Сила Архімеда = 0,0048 Н

4. Таким чином, сила, яку потрібно прикласти до дротини, має бути рівною силі Архімеда. Отже, сила, що потрібна для підняття дротини, дорівнює 0,0048 Н.

Приклад використання: Знайдемо силу, яку треба прикласти до вертикальної дротини довжиною 5 см і масою 0,25 г, щоб зняти її з поверхні рідини з урахуванням g=9,8 м/с².

Порада: Для кращого розуміння поняття сили Архімеда і поверхневого натягу рідини, рекомендується додаткове опрацювання теоретичного матеріалу та проведення експериментів у воді.

Вправа: Яка сила має бути прикладена по вертикалі вгору до горизонтальної дротини довжиною 10 см і масою 0,6 г, щоб вона знялася з поверхні рідини? Розрахуйте поверхневий натяг рідини з врахуванням g=9,8 м/с².