Một vòng nhôm mỏng có đường kính \(100mm\) và trọng lượng \(P = {50.10^{ - 3}}N\), được treo vào

Câu hỏi số 397171:

Vận dụng

Một vòng nhôm mỏng có đường kính \(100mm\) và trọng lượng \(P = {50.10^{ - 3}}N\), được treo vào một lực kế lò xo sao cho đáy vòng nhôm tiếp xúc với mặt nước. Cho biết hệ số lực căng bể mặt của nước là \({73.10^{ - 3}}N/m\). Xác định lực kéo để có thể bứt vòng nhôm lên khỏi mặt nước:

A. \(F = 95,{87.10^{ - 3}}N\)

B. \(F = 9,{06.10^{ - 2}}N\)

C. \(F = {226.10^{ - 3}}N\)

D. \(F = 987,{2.10^{ - 2}}N\)

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:397171

Phương pháp giải

Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó:

\(f = \sigma .l = \sigma .2L\)

Trong đó: σ là hệ số căng bề mặt, đo bằng đơn vị niuton trên mét (N/m). Giá trị σ của phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng.

Giải chi tiết

Vì vòng nhôm mỏng, nên đường kính trong d và đường kính ngoài D của nó gần đúng bằng nhau. Khi đó lực căng bề mặt của nước tác dụng lên chu vi của nó mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm có độ lớn:

\(\begin{array}{l}
{F_c} = \sigma .\left( {\pi d + \pi D} \right) \approx \sigma .2\pi D\\
\,\,\,\,\,\, = {2.73.10^{ - 3}}.\pi {.100.10^{ - 3}} = 0,0146\pi {\mkern 1mu} \left( N \right)
\end{array}\)

Để bứt vòng nhôm ra khỏi mặt nước, lực kéo F của lực kế phải có độ lớn bằng tổng của trọng lượng vòng nhôm và lực căng bề mặt của nước:

\(\begin{array}{l}
{F_k} = P + {F_c}\\
\,\,\,\,\,\, = {50.10^{ - 3}} + 0,0146\pi = 95,{87.10^{ - 3}}{\mkern 1mu} \left( N \right)
\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: A

Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến Lớp 10 cùng thầy cô giáo giỏi tại Tuyensinh247.com, (Xem ngay) Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, làm quen kiến thức, định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 10