Задачи для самостоятельного решения.

1. Какую силу нужно приложить к горизонтальному алюминиевому кольцу вьсотой h= 10 мм, внутренним диаметром d₁= 50 мм и внешним диаметром d₂=52 мм, чтобы оторвать его от поверхности воды? 2) Какую часть от найденной силы составляют силы поверхностного натяжения?

2. Из вертикальной трубки радиусом r= 1 мм вытекают капли воды. Найти радиус капли в момент отрыва. Каплю считать сферической. Диаметр шейка капли в момент считать равным внутреннему диаметру трубки.

3 . На сколько нагреется капля ртути, полученная от слияния двух капель радиусом 1 мм каждая?

4. Какую работу против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы разбить сферическую каплю ртути радиусом 3 мм на две одинаковые капли?

5. Какую работу против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы увеличить вдвое объем мыльного пузыря радиусом 1 см? Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора принять равны 43*10 Н/м.

Литература:

1. Ремизов А.Н. и др. Медицинская и биологическая физика. – М: ДРОФА,2004, § 7.6 – 7.8

2. Тищенко А.А. Краткий курс лекций по физике. –Орел: Картуш, 2008, лекция 4.

3. Федорова В.Н., Фаустов Е.В. Медицинская и биологическая физика. –М: ГЭОТАР-Медиа, 2009, § 8.1-8.8

4. Данное методическое пособие.

Приложение 1 Торсионные весы (устройство)

Торсионные весы (рис. 5а) предназначены для взвешивания тел, вес которых не превышает 500 мГс (миллиграмм силы). Основные технические характеристики: наибольшая допустимая нагрузка – 500 мГс, наименьшая нагрузка – 10 мГс, цена наименьшего деления шкалы – 1 мГс, абсолютная погрешность в любой части шкалы 0,5 мГс.

Рис.5

а) б)

Общий вид и конструкция весов изображены на рис. 5 а, б соответственно. В основе действия весов лежат упругие свойства спиральной пружины, угол закручивания которой пропорционален силе тяжести взвешиваемого тела, поэтому шкала прибора проградуирована в миллиграммах силы (1 кГс =9,8 Н).

Ось весов 5 вращается на двух конических опорах. На оси прибора одним концом закреплена моментная пружина 11, являющаяся измерительным элементом весов. Другим концом она прикреплена к указательной стрелке 3, которая, в свою очередь, связана с переводной ручкой 12, служащей для закручивания пружины 11. На оси также закреплено коромысло весов 4, на один конец которого шарнирно подвешен крючок с чашкой 7.

С другой стороны коромысла закреплена пластинка из мягкого железа, которая при движении коромысла двигается между полюсами магнита 1 и является успокоителем колебаний коромысла весов (демпфером). На коромысле также закреплена контрольная стрелка 10, конец которой выводится на лицевую часть панели прибора и указывает положение равновесия коромысла.

При перемещении указательной стрелки 3 (с помощью переводной ручки 12) конец ее скользит по шкале 2. Шкала прибора, указательная 3 и контрольная 10 стрелки закрыты стеклом. Через отверстие в стекле проходит ось, на наружной части которой укреплена переводная ручка 12.

Для установления коромысла весов в нулевое положение имеется тарировочная спиральная пружина 9, один конец которой закреплен на оси прибора, второй закреплен на держателе 6, жестко связанным с тарировочной рукояткой 8. Устройство передачи допускает поворот держателя на 90⁰ в двух направлениях.

Механизм весов смонтирован в металлическом корпусе, застекленном со стороны шкалы (рис.5а). Сбоку корпуса имеется отверстие для вывода конка коромысла 8 с крючком 9 и чашечкой 10, закрытых остекленным футляром 7. В нижней части корпуса расположена ручка арретира 3, удерживающего коромысло весов при хранении, переносе, нагрузке и разгрузке весов.

Корпус весов укреплен на стойке, имеющей в основании треножник с двумя установочными винтами 1 и сферическим уровнем 2.