Đáp án và giải thích chính xác câu hỏi trắc nghiệm: “Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm” cùng với kiến thức lý thuyết liên quan là tài liệu hữu ích môn Vật lý 12 do Học bài 247 biên soạn dành cho các bạn học sinh và thầy cô giáo tham khảo.

Trắc nghiệm: Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm và đường kính trong là 40mm. Trọng lượng của vòng xuyến là 45mN. Lực bứt vòng xuyến này ra khỏi bề mặt của glixerin ở 20oC là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này.

A. 66,3.10−2N/m.

B. 22,1.10−2N/m.

C. 66,3.10−3N/m.

D. 22,1.10−3N/m

Trả lời

Đáp án: C. 66,3.10−3N/m.

Giải thích:

Ta có:

Lực căng bề mặt của glixerin tác dụng lên vòng xuyến:

FC=F−P=62,5−45=17,5mN.

Tổng chu vi ngoài và chu vi trong của vòng xuyến:

P=π(D+d)=3,14(44+40)=263,76mm

Hệ số căng mặt ngoài của glixerin ở 20oC:

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm

Kiến thức tham khảo về bề mặt của chất lỏng

1. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng

a. Thí nghiệm

Những lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi là lực căng bề mặt của chất lỏng.

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm (ảnh 2)

 

b. Lực căng bề mặt

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 ff tỉ lệ thuận với độ dài ll của đoạn đường đó.

f=σlf=σl

với σσ là hệ số căng bề mặt, đơn vị N/m.

Giá trị của σσ phụ thuộc bản chất và nhiệt độ của chất lỏng σσ giảm khi nhiệt độ tăng.

Bảng hệ số căng bề mặt của một số chất lỏng

 

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm (ảnh 3)

c. Ứng dụng

Do tác dụng của lực căng bề mặt nên nước mưa không thể lọt qua các lỗ nhỏ giữa các sợi vải căng trên ô dù hoặc trên mui bạt ô tô tải; nước trong ống nhỏ giọt chỉ có thể thoát ra khỏi miệng ống khi giọt nước có kích thước đủ lớn để trọng lượng của nó thắng được lực căng bề mặt của nước tại miệng ống;…

Hoà tan xà phòng vào nước sẽ làm giảm đáng kể lực căng bề mặt của nước, nên nước xà phòng dễ thấm vào các sợi vải khi giặt để làm sạch các sợi vải,…

2. Hiện tượng dính ướt, không dính ướt

a. Thí nghiệm

Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lõm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt.

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm (ảnh 4)

b. Ứng dụng

Trong công nghệ tuyển khoáng, hiện tượng mặt vật rắn bị dính ướt chất lỏng được ứng dụng để làm giàu quặng theo phương pháp “tuyển nổi”.

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm (ảnh 5)

3. Hiện tương mao dẫn

a. Thí nghiệm

Hiện tượng mức chất lỏng bên trong các ống có đường kính trong nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn.

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm (ảnh 6)

Các ống trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn.

b. Ứng dụng

Do hiện tượng mao dẫn, nước có thể dâng lên từ đất qua hệ thống các ống mao dẫn trong bộ rễ và trong thân cây để nuôi cây tưoi tốt; dầu hoả có thể ngấm theo các sợi nhỏ trong bấc đèn lên đến ngọn bấc để cháy; dầu nhờn có thể thấm qua các lớp phớt hay mút xốp để bôi tron liên tục các vòng đỡ trục quay của các động co điện,…

4. Bài tập vận dụng

Bài 1: Một màng xà phòng được căng trên mặt khung dây đồng hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây ab dài 50mm và có thể trượt dễ dàng trên khung. Tính trọng lượng P của đoạn dây ab để nó cân bằng. Màng xà phòng có hệ số căng mặt ngoài σ = 0,04N/m.

Lời giải

Lực căng bề mặt của xà phòng là: F = σ.l.

Để dây nằm cân bằng thì: F = P.

⇔ P = σ.l = 2.10-3 N.

Bài 2: Cho nước vào một ống nhỏ giọt có đường kính miệng ống là d = 0,4mm. Hệ số căng bề mặt của nước là s = 73.10-3 N/m. Lấy g = 9,8m/s2. Tính khối lượng giọt nước khi rơi khỏi ống.

Lời giải

Lúc giọt nước hình thành, lực căng bề mặt F ở đầu ống kéo nó lên là:

F = s.l = s.(πd).

Giọt nước rơi khỏi ống khi trọng lượng giọt nước bằng lực căng bề mặt: F = P.

⇔ mg = s.(πd) ⇔

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm (ảnh 7)

m = 0,0094g

Bài 3: Nhúng một khung hình vuông có chiều dài mỗi cạnh là 10cm vào rượu rồi kéo lên. Tính lực tối thiểu kéo khung lên, nếu biết khối lượng của khung là 5g. cho hệ số căng bề mặt của rượu là 24.10-3N/m và g = 9,8m/s2.

Lời giải

Lực kéo cần thiết để nâng khung lên: Fk = mg + f.

Ở đây f = 2.s.l nên:

Fk = mg + 2.s.l = 5.10-3.9,8+2.24.10-3.4.0,1 = 0,068 N

Bài 4: Một cộng rơm dài 10cm nổi trên mặt nước. người ta nhỏ dung dịch xà phòng xuống một bên mặt nước của cọng rơm và giả sử nước xà phòng chỉ lan ra ở một bên. Tính lực tác dụng vào cộng rơm. Biết hệ số căng mặt ngoài của nước và nước xà phòng lần lượt là s1 = 73.10-3 N/m, s2 = 40.10-3 N/m.

Lời giải

Giả sử bên trái là nước,bên phải là dung dịch xà phòng. Lực căng bề mặt tác dụng lên cộng rơm gồm lực căng mặt ngoài F1→, F2→ của nước và nước xà phòng.

Gọi l là chiều dài cộng rơm: Ta có: F1 = s1.l, F= s2.l. Do s1 > s2 nên cộng rơm dịch chuyển về phía nước.

Hợp lực tác dụng lên cọng rơm: F = F1 – F= (73 – 40).10-3.10.10-2 = 33.10-4N.

Bài 5: Có 20 cm3 nước đựng trong một ống nhỏ giọt có đường kính đầu mút là 0,8 mm. Giả sử nước trong ống chảy ra ngoài thành từng giọt một. Hãy tính xem trong ống có bao nhiêu giọt, cho biết s = 0,073 N/m, D = 103 kg/m3, g = 10 m/s2.

Lời giải

Khi giọt nước bắt đầu rơi: P1 = F

⇔ m1 g = s.l.

⇔ V1 Dg = s.l.

⇔ (V/n).Dg = s.(πd).

Suy ra số giọt nước trong ống là:

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm (ảnh 8)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.