Капля ртути во время падения имеет форму шара радиусом 5 мм.

Капля ртути во время падения имеет форму шара радиусом 5 мм. Падая в кювету, она дробится на 8 приблизительно схожих капель. Вычислите: а) отношение поверхностной энергии капли к её потенциальной энергии в момент соприкосновения с кюветой; б) отношение поверхностной энергии одной из получившихся при разделении малых капель к её потенциальной энергии. Если решите, то растолкуйте, пожалуйста, почему так.

Задать свой вопрос
1 ответ
Поверхностная энергия в любом случае пропорциональна площади поверхности капли

W_s = \sigma S = 4 \sigma \pi R^2

Где сигма - коэф-т поверхностного натяжения и использована формула для площади поверхности шара

Потенциальная энергия капли равна ее массе, умноженной на вышину положения центра масс (то есть на радиус) и на ускорение свободного падения. Массу выразим через плотность и объем

W_p = mgR = \rho V g R = \rho g \frac43\pi R^3\cdot R = \frac43\pi\rho g R^4

Найдем отношение
W_s/W_p = 4 \sigma \pi R^2/(\frac43\pi\rho g R^4) = \frac3\sigma\rho gR^-2 = 1.1\cdot 10^-5R^-2

Тут я уже подставил табличные данные для плотности ртути и ее коэффициента поверхностного натяжения

Так что в первом случае

W_s/W_p = 1.1\cdot 10^-5(0.005)^-2 = 0.44

Во втором случае объем мелкой капли в 8 раз меньше, означает радиус меньше в 2 раза чем у начальной (корень кубический из восьми), означает отношение будет в 2^2 = 4 раза больше либо 1.76

, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Последние вопросы

Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт