Câu hỏi:
2 năm trước
Một ống mao dẫn dài hở hai đầu, đường kính trong 3mm được đổ đầy nước và dựng thẳng đứng. Tìm độ cao nước còn lại trong ống. Cho hệ số căng bề mặt của nước là 0,073 N/m, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3, lấy g = 10m/s2.
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: b
Ta có, cột nước còn lại trong ống chịu tác dụng của các lực:
+ Lực căng bề mặt của mặt lõm trên và mặt lõm dưới, hai lực này cùng hướng lên trên. Hợp lực của hai lực đó là: \(F = 2{F_1} = 2.\sigma \pi d\)
+ Trọng lực của cột nước còn lại trong ống: \(P = mg = \rho Vg = \rho .Sh.g = \rho .\pi \frac{{{d^2}}}{4}h.g\)
Trọng lực của cột nước cân bằng với lực căng bề mặt:
\(\begin{array}{l}P = F \leftrightarrow \rho .\pi \frac{{{d^2}}}{4}h.g = 2\sigma \pi d\\ \to h = \frac{{8\sigma }}{{\rho dg}} = \frac{{8.0,073}}{{{{1000.3.10}^{ - 3}}.10}} = 0,0195m \approx 1,95cm\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính lực căng bề mặt của chất lỏng: \(F = \sigma l = \sigma 2\pi r = \sigma \pi d\)
+ Vận dụng biểu thức tính trọng lực: \(P = mg\)
+ Vận dụng biểu thức tính khối lượng: \(m = \rho V\)
+ Vận dụng biểu thức tính thể tích: \(V = S.h = \pi \frac{{{d^2}}}{4}h\)
