Номер 4.25, страница 14 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 4. Взаимодействие молекул. Смачивание и капиллярность. Глава 1. Начальные сведения о физических понятиях - номер 4.25, страница 14.

4.25 [78] Стеклянную пластинку, подвешенную на резиновом шнуре, опустили до соприкосновения с поверхностью воды (рис. I-20). Почему при подъёме пластинки шнур растягивается?

Рис. I-20

Решение

Когда стеклянная пластинка соприкасается с поверхностью воды, между молекулами стекла и молекулами воды начинают действовать силы межмолекулярного притяжения. Поскольку силы притяжения между молекулами воды и стекла (силы адгезии) оказываются сильнее сил притяжения между самими молекулами воды (силы когезии), происходит явление смачивания: вода "прилипает" к поверхности стеклянной пластинки.

При попытке поднять пластинку, её необходимо оторвать от поверхности воды. На пластинку, помимо её силы тяжести, начинает действовать дополнительная сила, направленная вниз. Эта сила обусловлена поверхностным натяжением воды и силами притяжения между молекулами воды и стекла. Поверхностный слой воды ведёт себя как упругая плёнка и "удерживает" пластинку, препятствуя её отрыву.

Таким образом, результирующая сила $F_{рез}$, растягивающая резиновый шнур, складывается из силы тяжести пластинки $P$ и силы межмолекулярного притяжения $F_{мол}$, действующей со стороны воды:

$F_{рез} = P + F_{мол}$

Эта суммарная сила оказывается больше, чем одна лишь сила тяжести пластинки, которая действовала на шнур до соприкосновения с водой. Увеличение растягивающей силы приводит к большему удлинению (растяжению) резинового шнура.

Ответ: При подъёме пластинки шнур растягивается из-за того, что к силе тяжести самой пластинки добавляется сила притяжения между молекулами стеклянной пластинки и молекулами воды.