☰ Содержание · Физика

Задачи на поверхностное натяжение и лабораторная работа

Уроки 36–37 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
37

Лабораторная работа: определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости

Учебник: с. 103
ЦельЛабораторная работа: определить коэффициент поверхностного натяжения с помощью динамометра и проволочных рамок.
Новые слова
динамометр · dinamometrпроволочная рамка · sim ramkaсреднее значение · o‘rtacha qiymatпогрешность измерения · o‘lchash xatosi
Объяснение

Идея проста: коснитесь проволочной рамкой воды и медленно тяните её вверх. Непосредственно перед отрывом рамки от воды динамометр показывает вес рамки F₁ плюс силу поверхностного натяжения, F₂ = F₁ + F. Значит, сила поверхностного натяжения F = F₂ – F₁. Если l — длина линии, вдоль которой вода касается проволоки (для тонкой проволоки это почти удвоенный периметр рамки с учётом внутренней и внешней сторон), то σ = F/l. Повторите с рамками в форме треугольника, квадрата и круга, найдите среднее значение результатов и сравните его с табличным значением 0,073 Н/м для воды. Работа выполняется с чистой водой и мягким динамометром под наблюдением учителя; никогда не тяните за пределы шкалы динамометра.

Примеры
Вес рамки F₁ = 0,050 Н, непосредственно перед отрывом от воды F₂ = 0,073 Н. Значит, F = 0,023 Н.
Квадратная рамка со стороной 4 см: периметр 16 см, l ≈ 2·0,16 = 0,32 м; σ = 0,023/0,32 ≈ 0,072 Н/м, что близко к табличному значению.
Работа в классе

Составьте таблицу: форма рамки, F₁, F₂, F, l, σ. Найдите σ для трёх рамок, вычислите среднее значение и сравните его с табличным значением, указав относительную погрешность. Обсудите, почему результат искажается, если рамка жирная.

Упражнения
1
Почему берётся F = F₂ – F₁?
2
Если F = 0,018 Н и l = 0,25 м, чему равно σ?
3
Три измерения: σ = 0,070, 0,074 и 0,072 Н/м. Найдите среднее значение.
4
Почему мыльная или жирная рамка даёт заниженное измеренное σ?