ВсОШ 2009, Регионален етап, 7–11 клас — Задача 8.1. Капель

XLIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Экспериментальный тур

Условие

Задание.

1. Определите объём $V_0$ одной капли воды из шприца. При капании держите шприц вертикально иглой вниз. Старайтесь, чтобы скорость капания не превышала 1 капли в секунду. Напишите, от чего зависит точность измерений.

2. Повторите опыт с мыльным раствором.

3. Определите коэффициент поверхностного натяжения $\sigma_M$ мыльного раствора, если известно, что для воды при комнатной температуре он равен $\sigma_0 = 72 \cdot 10^{-3}$ Н/м.

Примечание. Капля жидкости удерживается на кончике иглы шприца силой поверхностного натяжения $F_{\mathrm{п.н.}}$, пропорциональной коэффициенту $\sigma$. При увеличении размеров капли наступает момент, когда $F_{\mathrm{п.н.}}$ достигает своего максимального значения, и при дальнейшем увеличении массы капли происходит её отрыв. Поэтому масса капли пропорциональна $\sigma$.

Оборудование. Инсулиновый шприц, стаканы с водой и мыльным раствором, пустой стакан.

Рекомендации организаторам.

Мыльный раствор должен быть достаточно концентрированным, чтобы коэффициенты поверхностного натяжения $\sigma_0$ и $\sigma_M$ отличались более, чем в полтора раза. Для приготовления раствора удобно брать стиральный порошок или моющее средство. Используйте одноразовые стаканчики.

Решение

Оригинал в Архива: region09E.pdf