Номер 4, страница 309 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 65. Поверхностное натяжение. 11. Жидкость и пар. Молекулярная физика - номер 4, страница 309.
№4 (с. 309)
Условие. №4 (с. 309)
скриншот условия

4. Какое усилие надо приложить для отрыва проволочного кольца радиусом $R = 5 \text{ см}$ и массой $m = 4 \text{ г}$ с поверхности воды?
Решение. №4 (с. 309)
Дано:
Радиус кольца: $R = 5$ см
Масса кольца: $m = 4$ г
Коэффициент поверхностного натяжения воды: $\sigma \approx 7,3 \cdot 10^{-2}$ Н/м
Ускорение свободного падения: $g \approx 9,8$ м/с²
Перевод в систему СИ:
$R = 5 \text{ см} = 0,05$ м
$m = 4 \text{ г} = 0,004$ кг
Найти:
Усилие для отрыва кольца: $F$
Решение:
Чтобы оторвать кольцо от поверхности воды, необходимо приложить силу $F$, которая должна преодолеть силу тяжести кольца $F_т$ и силу поверхностного натяжения $F_\sigma$. В момент отрыва приложенная сила равна сумме этих двух сил, действующих вниз:
$F = F_т + F_\sigma$
Силу тяжести, действующую на кольцо, находим по формуле:
$F_т = m \cdot g$
Сила поверхностного натяжения $F_\sigma$ действует по контуру смачивания. У кольца есть две поверхности, с которыми соприкасается вода — внутренняя и внешняя. Поэтому общая длина контура смачивания $L$ равна сумме длин внутренней и внешней окружностей. Считая проволоку тонкой, оба радиуса можно принять равными $R$.
$L = 2\pi R (\text{внутренняя}) + 2\pi R (\text{внешняя}) = 4\pi R$
Тогда сила поверхностного натяжения равна:
$F_\sigma = \sigma \cdot L = 4\pi R \sigma$
Подставляем выражения для сил в исходную формулу:
$F = m \cdot g + 4\pi R \sigma$
Произведем вычисления, подставив значения из условия задачи (примем $\pi \approx 3,14$):
$F = (0,004 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ м/с}^2) + (4 \cdot 3,14 \cdot 0,05 \text{ м} \cdot 7,3 \cdot 10^{-2} \text{ Н/м})$
$F = 0,0392 \text{ Н} + 0,045844 \text{ Н}$
$F = 0,085044 \text{ Н}$
Округляя результат до двух значащих цифр, получаем:
$F \approx 0,085 \text{ Н}$
Ответ: для отрыва кольца необходимо приложить усилие $0,085$ Н.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 309 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 309), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.