Сила, действующая на стенки капилляра равна по модулю произведению длины линии соприкосновения жидкости на коэффициент поверхностного натяжения:
F = πdσ.
Нас интересует вертикальная составляющая, поэтому:
Fx = πdσ cos Θ.
Это сила, с которой жидкость действует в вертикальном направлении на капилляр. Но по III закону Ньютона капиллярная трубочка тоже действует на жидкость с такой же силой. Эта сила должна уравновешиватья силой тяжести поднятого столба:
При вращении невесомого стержня на грузы со стороны стержня действует реакция стержня, которая сообщает грузам центростремительное ускорение.
ma1 = T1 и ma2 = T2.
По третьему закону Ньютона, на ось со стороны стержня действуют силы T1 в одну сторону и T2 в другую. Тогда результирующая сила, действующая на ось вращения равна
ΔT = T1 − T2 = m1a1 − m2a2.
Центростремительное ускорение a = ω2R. Окончательно.
Сила, действующая на стенки капилляра равна по модулю произведению длины линии соприкосновения жидкости на коэффициент поверхностного натяжения:
F = πdσ.
Нас интересует вертикальная составляющая, поэтому:
Fx = πdσ cos Θ.
Это сила, с которой жидкость действует в вертикальном направлении на капилляр. Но по III закону Ньютона капиллярная трубочка тоже действует на жидкость с такой же силой. Эта сила должна уравновешиватья силой тяжести поднятого столба:
mg = πdσ cos Θ,
ρghπd2 / 4 = πdσ cos Θ,
Отсюда h = (4σ cos Θ) / (ρgd).
При вращении невесомого стержня на грузы со стороны стержня действует реакция стержня, которая сообщает грузам центростремительное ускорение.
ma1 = T1 и ma2 = T2.
По третьему закону Ньютона, на ось со стороны стержня действуют силы T1 в одну сторону и T2 в другую. Тогда результирующая сила, действующая на ось вращения равна
ΔT = T1 − T2 = m1a1 − m2a2.
Центростремительное ускорение a = ω2R. Окончательно.
ΔT = ω2(m1R1 − m2R2).
После вычисления
ΔT = 302(0,2 × 0,4 − 0,1 × 0,3) = 45 Н.
ответ: ΔT = 45 Н.