Một màng xà phòng được căng trên mặt khung dây đồng hình chữ nhật treo thẳng đứng

Giải SBT Vật lí 10 Bài 37: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng

Bài 37.2 trang 89 SBT Vật Lí 10: Một màng xà phòng được căng trên mặt khung dây đồng hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây ab dài 80 mm có thể trượt không ma sát trên khung này (H.37.1). Cho biết hệ số căng bề mặt của nước xà phòng là 40.10^-3 N/m và khối lượng riêng của đồng là 8,9.10³ kg/m³. Xác định đường kính của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng, lấy g ≈ 9,8 m/s².

A. F = 10,8 mm.

B. F = 12,6 mm.

C. F = 2,6 mm.

D. F = 1,08 mm.

Lời giải:

Lực căng bề mặt của màng xà phòng (có hai mặt) tác dụng lên đoạn dây ab có độ dài l có độ lớn bằng:

$F_c=2\sigma L$

Trọng lượng của đoạn dây ab bằng:

$P=mg=DVg=D.\frac{\pi d^2}{4}.\mathcal{l}g$

Điều kiện cân bằng của đoạn dây ab là:

$P=F\Rightarrow 2\sigma \mathcal{l}=D.\frac{\pi d^2}{4}.\mathcal{l}g\Rightarrow d=\sqrt{\frac{8\sigma }{\pi Dg}}=\sqrt{\frac{{\mathrm{8.40.10}}^{-3}}{3,14.8,{9.10}^3.9,8}}=1,08mm$