Номер 23.7, страница 77 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 23. Закон Паскаля. Гидравлический пресс. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 23.7, страница 77.

23.7 [492] Забавляясь, мальчик выдувает мыльные пузыри. Почему мыльные пузыри приобретают форму шара?

Решение

Мыльные пузыри приобретают форму шара из-за явления, известного как поверхностное натяжение. Это физическое свойство жидкости, которое заставляет её поверхность сокращаться до минимально возможной площади.

Молекулы внутри жидкости притягиваются друг к другу во всех направлениях. Однако молекулы на поверхности жидкости (в данном случае, тонкой пленки мыльного раствора) испытывают притяжение только со стороны молекул, находящихся внутри и сбоку. В результате возникает равнодействующая сила, направленная внутрь жидкости. Эта сила и создает поверхностное натяжение, которое действует подобно невидимой упругой пленке, стремящейся сжаться.

Любая физическая система стремится к состоянию с минимальной потенциальной энергией. Для мыльного пузыря, который содержит определенный объем воздуха, состояние с минимальной энергией соответствует минимальной площади его поверхности. Из всех трехмерных геометрических фигур, имеющих одинаковый объем, наименьшую площадь поверхности имеет именно шар.

Таким образом, силы поверхностного натяжения мыльной пленки, сокращая ее площадь до минимума, придают пузырю идеальную сферическую форму. Небольшие искажения формы могут быть вызваны внешними факторами, такими как сила тяжести или потоки воздуха, но в идеальных условиях пузырь всегда будет стремиться к форме шара.

Ответ: Мыльные пузыри приобретают форму шара под действием сил поверхностного натяжения. Эти силы стремятся сократить поверхность мыльной пленки до минимально возможной площади для данного объема воздуха, а шар является геометрической фигурой с наименьшей площадью поверхности при заданном объеме.