Номер 2, страница 14 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Самостоятельные работы. СР-11. Взаимное притяжение и отталкивание молекул. Вариант 2 - номер 2, страница 14.

Условие.

2. Стеклянную пластинку, подвешенную на резиновом шнуре, опустили до соприкосновения с поверхностью воды (рис. 12). Если тянуть за шнур, пытаясь медленно поднять пластинку, она сначала не отрывается от воды, и шнур растягивается всё сильнее. Почему?

Решение.

Решение

Когда стеклянная пластинка соприкасается с поверхностью воды, между молекулами стекла и молекулами воды возникают силы межмолекулярного притяжения. Так как вода хорошо смачивает стекло, эти силы притяжения (силы адгезии) между разнородными молекулами оказываются весьма значительными.

При попытке поднять пластинку, необходимо преодолеть не только её силу тяжести ($F_{тяж}$), но и суммарную силу межмолекулярного притяжения ($F_{мол}$), действующую со стороны воды и направленную вниз. Таким образом, на пластинку действуют три силы: направленная вверх сила упругости резинового шнура ($F_{упр}$), и направленные вниз сила тяжести ($F_{тяж}$) и сила молекулярного притяжения ($F_{мол}$).

Для того чтобы оторвать пластинку от воды, сила упругости шнура должна как минимум уравновесить сумму силы тяжести и силы молекулярного притяжения: $F_{упр} \ge F_{тяж} + F_{мол}$.

Резиновый шнур является упругим телом. Согласно закону Гука, возникающая в нём сила упругости прямо пропорциональна его растяжению. Пока мы тянем за шнур, а пластинка не отрывается, это означает, что сила упругости ещё не достигла необходимой величины. Увеличивая прилагаемое усилие, мы заставляем шнур растягиваться всё сильнее, тем самым увеличивая силу упругости до тех пор, пока она не сможет преодолеть сумму силы тяжести и силы межмолекулярного притяжения. Именно поэтому шнур растягивается всё сильнее, прежде чем пластинка оторвётся от воды.

Ответ: Пластинка не отрывается от воды сразу, потому что её удерживают силы межмолекулярного притяжения между молекулами стекла и воды. Чтобы поднять пластинку, необходимо приложить силу, достаточную для преодоления как её силы тяжести, так и этих сил притяжения. При натяжении резинового шнура в нём возникает сила упругости, которая увеличивается по мере его растяжения. Поэтому шнур растягивается всё сильнее до тех пор, пока создаваемая им сила упругости не станет больше суммарной силы тяжести пластинки и силы межмолекулярного притяжения.