Контрольные вопросы:

1. Что такое энергия? Какие виды энергии существуют в механике?

2. Какие силы в механике являются консервативными? Почему?

Литература

Дмитриева В.Ф., Физика. - М.: Издательский центр «Академия», 2013,

гл.3, §3.5-§3.8.

Лабораторная работа 3

Тема: Определение коэффициента поверхностного натяжения воды.

Цель: Научиться одному из методов определения поверхностного натяжения жидкости.

Оснащение: капельница, весы с разновесами, пустой сосуд, сосуд с водой, микрометр( предел измерения 0-25мм), справочник.

Порядок выполнения работы:

1. Повторить изученный ранее теоретический материал.

2. Ознакомиться с описанием работы.

3. Выполнить практическую часть.

4. Сделать вывод по результатам произведенных расчетов.

5. Письменно ответить на контрольные вопросы.

1 Теоретическая часть

Поверхностное натяжение жидкости определяется по формуле:

(1)

где F_пн - сила поверхностного натяжения; l - длина границы свободной поверхности.

или (2)

где d - внутренний диаметр капельницы.

Уравнение (2) подставим в уравнение (1) и получим:

(3)

На каплю действуют две силы: сила тяжести (F_m) и сила поверхностного натяжения (F_пн). Капля отрывается при условии, если F_m ≥ F_пн. Пусть F_m = F_пн, тогда

(4)

где m_k - масса одной капли воды.

Уравнение (4) подставим в уравнение (3), получим:

(5) (σ_воды=7,2·10^-2Н/м)

2 Практическая часть

1. Определить

   Ц.Д.(весов)=

   Δп.п. (весов)=

2. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений

ρ, кг/м3	g, м/c2	d·10-3, м	m·10-3, кг	n	m1-3·10-3, кг	mk1-3, кг	σ·10-2, Н/м	σср·10-2, Н/м	ε, %
				25
				40
				70

3. Занести в таблицу справочные данные плотности воды и ускорения свободного падения.

4. Измерить диаметр d отверстия шейки капельницы с точностью до 0,1 мм. Замер занести в таблицу.

5. Взвесить пустой сосуд m с точность до 0,01 г.

6. Набрать в капельницу определенный объем холодной дистиллированной воды. Действуя на капельницу с постоянной силой (Внешнее усилие, действующее на капельницу, компенсирует избыточное атмосферное давление, создающееся при отрыве капли.), отсчитать 25 капель.

7. Взвесить сосуда с 25 каплями m₂, последовательно с (25+15)=40 каплями, с (40+30)=70 каплями воды.

8. Определить массу m_k капли по результатам трёх опытов

, (1)

где n - число капель в сосуде с водой;

m_k - масса одной капли воды, кг.

9. Вычислить коэффициент поверхностного натяжения σ для каждого опыта по формуле

, (2)

где m_k ·g – вес одной капли, который в момент отрыва капли, численно равен силе поверхностного натяжения, Н;

πd – длина окружности отверстия капельницы, численно равная длине свободной поверхности жидкости в капле, м.

10. Определить среднее значение коэффициента поверхностного натяжения σ_ср.

11. Привести вычисления в отчёте, данные внести в таблицу

12. Рассчитать погрешность измерения.

13.Сделать вывод по результатам работы.