Порядок выполнения работы.

1. Для нахождения максимальной высоты столба жидкости, поднятой кольцом, плавно поднимите столик с кюветой до соприкосновения кольца с поверхностью воды. (Погружение кольца в воду при этом не произойдет, так как весы арретированы). Измерьте высоту столика h_1.

2. Медленно опустите столик до отрыва кольца от жидкости. Измерьте высоту столика h₂, соответствующую моменту отрыва. Найдите максимальную высоту столба жидкости h = h₁ – h₂. Повторив опыт несколько раз, определите среднее значение h и его ошибку.

3. Для нахождения силы отрыва кольца от жидкости поднимите столик с кюветой до соприкосновения кольца с водой по-прежнему при арретированных весах. Положите на чашку весов пустую коробочку и освободите коромысло от арретира. Если при этом произойдет отрыв кольца от жидкости, поднимите столик выше или замените коробочку на более легкую так, чтобы отрыва не происходило.

4. Опуская столик с кюветой или подсыпая мелкий песок в коробочку, оторвите кольцо от жидкости. Обратите внимание на положение стрелки весов непосредственно перед отрывом. Добейтесь того, чтобы в момент отрыва стрелка не зашкаливала и была как можно ближе к положению равновесия. При помощи аналитических весов определите вес коробочки с песком P. Из формулы (7) найдите силу отрыва F. Повторив опыт несколько раз, определите среднее значение F и его ошибку.

5. Рассчитайте силу отрыва F₁, приходящуюся на единицу длины кольца. Пользуясь критерием (4), определите, какой случай отрыва имел место на опыте. Используя полученные в опыте значения h и F₁, для данного a рассчитайте величину σ и ее ошибку. Проведите уточняющие расчеты, уменьшающие систематическую ошибку, связанную с заданием величины a.

Контрольные вопросы и дополнительные задания

1. Когда и как может повлиять на результаты опытов неполное смачивание кольца жидкостью?

2. Как влияют на величину поверхностного натяжения воды небольшие примеси спирта и эфира?

3. Выведите формулы (5), (6).

4. Испытайте на сходимость вычислительный процесс 1, предложенный для уточнения величины a.

5. Разработайте метод численного решения трансцендентного уравнения (6) и испытайте его.

6. Найдите радиус капли воды, отрывающейся от носика вертикальной пипетки, имеющего радиус 1 мм.

7. Оцените средний радиус капли воды, отрывающейся от твердой горизонтальной поверхности при ее полном смачивании.

8. Оцените силу поверхностного натяжения, действующую на лапку водомерки, и глубину ее погружения в воду.

9. Оцените максимальный вес насекомых, способных перемещаться по свободной поверхности воды.

Литература

1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 2. М.: Наука, 1990. - §§ 106, 108, 109.

2. Савельев И. В. Курс общей физики. Т. 1. М.: Наука, 1982. - §§ 116, 118.

3. Изучение свойств жидкостей: Метод. указания к лабораторным работам по молекулярной физике / Сост. Р. Ф. Балабаева, В. А. Митрофанов; Яросл. гос. ун-т. Ярославль. 1992. – 36 с.

6