Bài 1 trang 262 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao

Đề bài

Một cọng rơm dài 8,0 cm nổi trên mặt nước. Người ta nhỏ dung dịch xà phòng xuống bề mặt của cọng rơm và giả sử nước xà phòng chỉ lan ra một bên mà thôi. Hỏi cọng rơm chuyển động về phía nào ? vì sao?

Lực tác dụng vào cọng rơm là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

Hệ số căng bề mặt của nước ( ở \({20^0}C\)) là \({\sigma _1} = 72,{8.10^{ - 3}}N/m\)

Hệ số căng của dung dịch xà phòng \({\sigma _2} = 40,{0.10^{ - 3}}N/m\)

Khi thả nổi cọng rơm trên mặt nước rồi nhỏ dung dịch xà phòng vào một bên thì cọng rơm chịu tác dụng của hai lực căng bề mặt cùng phương, ngược chiều nhau có độ lớn : \({\sigma _1}l = {F_1} < {F_2} = {\sigma _2}l\)

Nên hợp lực \(\overrightarrow F \) hướng  theo \(\overrightarrow {{F_2}} \Leftrightarrow \) cọng rơm chuyển động về phía nước.

Độ lớn của lực:

\(\eqalign{
& F = {F_2} - {F_1} = ({\sigma _2} - {\sigma _1})l \cr
& = (72,8 - 40,0){.10^{ - 3}}{.8.10^{ - 2}} = 2,{6.10^{ - 3}}(N) \cr} \)