Một vòng nhôm mỏng khối lượng 5,7 g được treo vào một lực kế lò xo

Giải SBT Vật lí 10 Bài tập cuối chương 7

Bài VII.7 trang 95 SBT Vật Lí 10: 

Lời giải:

Muốn kéo vòng nhôm bứt khỏi mặt thoáng của nước thì cần tác dụng lên nó lực F hướng thẳng đứng lên trên và có cường độ nhỏ nhất bằng tổng trọng lực P của vòng nhôm và lực căng bề mặt F_c của nước:

F = P + F_c

Vì mặt nước tiếp xúc với cả mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm nên lực căng bề mặt F_c có độ lớn bằng:

F_c = σ(πD + πd) ≈ σ2πD

với D là đường kính ngoài và d là đường kính trong của vòng nhôm mỏng. Bỏ qua độ dày của vòng nhôm và coi gần đúng:

d ≈ D hay D + d ≈ 2D.

Từ đó suy ra: F ≈ P + π2πD.

Thay số, ta tìm được:

F = 5,7.10^-3.9,8 + 72.10^-3.2.3,14.40.10^-3 

≈ 74.10^-3 N.