На поднявшуюся в капилляре жидкость (рис. 5.5) действуют две силы, сила тяжести и сила поверхностного натяжения: 
и 
. Эти силы равны, т.е. 
, откуда:
, (5.5)
где 
– плотность жидкости, 
– радиус капилляра, 
– высота столба жидкости в капилляре, 
– ускорение свободного падения.
Таким образом, в основе рассматриваемого метода лежит расчет по формуле (5.5).
Рис. 5.5. Силы, действующие на жидкость в капилляре
1. Опустите в стакан с водой поочередно каждую из двух капиллярных трубок.
2. Измерьте высоту подъема воды в капиллярных трубках с помощью линейки (рис. 5.5).
3. Измерьте внутренний диаметр капиллярных трубок с помощью мерной иглы и микрометра (рис. 5.4).
4. По формуле (5.5) рассчитайте значение 
.
5. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 5.2.
6. Сравните результаты вычислений с результатами, полученными в таблице 5.1.
Таблица 5.2
| № трубки п/п | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| м | м | кг/м3 | Н/м | Н/м | Н/м | % | |
| 1. | |||||||
| 2. |
Контрольные вопросы
1. Каков физический смысл коэффициента поверхностного натяжения? Единицы его измерения в системе СИ?
2. От каких факторов зависит 
?
3. На чем основан метод измерения 
в методе отрыва капли?
4. На чем основан метод измерения 
при помощи капилляров?
5. Опишите процесс каплеобразования и отрыв капли от бюретки.
6. Под действием каких сил жидкость поднимается или опускается в капиллярах? Чем определяется высота поднятия смачивающей жидкости в капилляре?
7. Объясните, почему одни жидкости смачивают поверхность сосудов, а другие не смачивают?
8. В чем различие сил поверхностного натяжения смачивающих и несмачивающих жидкостей?
9. Почему в невесомости капли воды стремятся принять форму шара?
10. Запишите формулу Лапласа для добавочного давления под искривленной поверхностью жидкости.
11. Как поверхностное натяжение зависит от рода жидкости?
12. Почему и как поверхностное натяжение зависит от температуры?
13. В двух одинаковых пробирках находится одинаковое количество капель воды. В одной пробирке вода чистая, в другой с добавкой мыла. Одинаковы ли объемы отмеренных капель? Ответ обоснуйте.
14. Измениться ли результат вычисления поверхностного натяжения, если опыт проводить в другом месте Земли?
15. Измениться ли результат вычисления, если диаметр канала будет меньше.
16. Почему в методе отрыва капель: а) рекомендуется проводить измерения для возможно большего числа капель? б) следует добиваться медленного падения капель?
_______________________________________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________
________________________________
Лабораторная работа № 6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОМА
ДЛЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Цель работы: рассчитать силу тока в цепи переменного тока из последовательно соединенных: резистора, катушки и конденсатора; экспериментально проверить эти расчёты.
Оборудование: катушка дроссельная; конденсаторы на 1 мкФ, 2 мкФ, 4 мкФ; магазин сопротивлений на 100 Ом; авометр АВО-63; вольтметр на 15 В; источник переменного тока; соединительные провода.
