В вертикальной капиллярной трубке из смачиваемого водой материала находится вода. Чему будет равна высота столбика воды в капилляре, если сосуд с жидкостью начать поднимать с ускорением \(4,9 \, \text{м/с}^2\)? Радиус капилляра \(1 \, \text{мм}\), коэффициент поверхностного натяжения воды \(0,073 \, \text{Н/м}\).
- Эффективное ускорение при подъеме сосуда:
\( g_{\text{эфф}} = g + a, \)
где \(g = 9,8 \, \text{м/с}^2\), \(a = 4,9 \, \text{м/с}^2\):
\( g_{\text{эфф}} = 9,8 + 4,9 = 14,7 \, \text{м/с}^2. \)
- Формула высоты подъёма жидкости в капилляре:
\( h = \frac{2\sigma}{\rho g_{\text{эфф}} r}. \)
- Подставляем данные (\(r = 1 \, \text{мм} = 10^{-3} \, \text{м}\), \(\sigma = 0,073 \, \text{Н/м}\), \(\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3\), \(g_{\text{эфф}} = 14,7 \, \text{м/с}^2\)):
\( h = \frac{2 \cdot 0,073}{1000 \cdot 14,7 \cdot 10^{-3}}.\)
- Вычислим:
\( h \approx 0,01 \, \text{м} = 1 \, \text{см}. \)
Ответ: \(h \approx 1 \, \text{см}\).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
В вертикальной капиллярной трубке из смачиваемого водой материала находится вода. Чему будет равна высота столбика воды в капилляре, если сосуд с жидкостью начать поднимать с ускорением \(4,9 \, \text{м/с}^2\)? Радиус капилляра \(1 \, \text{мм}\), коэффициент поверхностного натяжения воды \(0,073 \, \text{Н/м}\).