Номер 64, страница 13 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Первоначальные сведения о строении вещества. Взаимное притяжение и отталкивание молекул - номер 64, страница 13.

Условие.

64. Чем объясняется, что пыль не падает с поверхности, обращённой вниз?

Решение.

Решение

Тот факт, что пыль не падает с поверхности, обращённой вниз (например, с потолка), объясняется соотношением сил, действующих на отдельную пылинку. На каждую пылинку действуют две основные группы сил: сила тяжести, направленная вниз, и силы межмолекулярного притяжения (адгезии), действующие между пылинкой и поверхностью и удерживающие её.

Сила тяжести, которая рассчитывается по формуле $F_{тяж} = m \cdot g$ (где $\text{m}$ – масса пылинки), для микроскопической частицы чрезвычайно мала. Масса пылинки ничтожна, поэтому и сила, тянущая её вниз, очень слабая.

В то же время, силы притяжения к поверхности, или силы адгезии ($F_{адг}$), оказываются значительно сильнее. Эти силы имеют электромагнитную природу и включают в себя несколько составляющих. Во-первых, это силы Ван-дер-Ваальса – универсальные межмолекулярные силы, которые становятся существенными, когда объекты находятся очень близко друг к другу, что и происходит в случае пылинки на поверхности. Во-вторых, это электростатические силы, так как пылинки легко электризуются (например, от трения о воздух) и притягиваются к поверхности. В-третьих, это капиллярные силы, которые возникают при наличии тончайшей плёнки влаги из воздуха и "приклеивают" пылинку за счёт поверхностного натяжения.

Таким образом, пылинка удерживается на поверхности, потому что суммарная сила адгезии превосходит силу тяжести: $F_{адг} > F_{тяж}$. Чтобы пылинка упала, необходимо приложить внешнюю силу (например, создать поток воздуха или вибрацию), которая будет больше силы адгезии.

Ответ: Пыль не падает с поверхности, обращённой вниз, потому что силы межмолекулярного и электростатического притяжения (силы адгезии) между пылинками и поверхностью значительно превосходят очень слабую силу тяжести, действующую на эти микроскопические частицы.