Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
одинаковом давлении занимают одинаковый объем V= 1 м3. Определите, на
сколько отличается масса сухого воздуха от массы влажного, относительная
влажность которого г = 60%. Давление насыщенных паров воды при 27°С
составляет ри = 26,74 мм рт. ст. Молярная масса сухого воздуха Мв=0,029
кг/моль, а водяного пара Мп = 0,018 кг/моль.
19.30. Спичка длиной / = 4см плавает на поверхности воды. Если по одну
сторону от спички налить касторовое масло, спичка придет в движение.
Определите силу, действующую на спичку, и ее направление. Коэффициенты
поверхностного натяжения воды и касторового масла а, = 0,072 Н/м,
а2=0,033 Н/м.
19.31. Проволочное кольцо радиусом /?=6см и массой т = 5г приведено в
соприкосновение с поверхностью раствора медного купороса. Какое усилие
надо приложить для отрыва кольца от поверхности раствора? Коэффициент
поверхностного натяжения медного купороса а=0,074 Н/м.
19.32. Какую работу надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь радиусом
R=4 см? Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора а=0,04
Н/м.
156
19.33. Восемь шаровых капель ртути, диаметром d= 1 мм каждая,
сливаются в одну каплю тоже шаровой формы. Сколько при этом выделится
теплоты? Коэффициент поверхностного натяжения ртути а=0,47 Н/м.
1934. Вычислите давление внутри мыльного пузыря радиусом R. Коэффициент
поверхностного натяжения а, атмосферное давление р0.
1935. Определите разность уровней ртути в двух сообщающихся капиллярах с
диаметрами каналов dx = 1 мм и d2 = 2 мм. Коэффициент поверхностного
натяжения ртути а=0,47 Н/м. Ртуть не смачивает стекло. Плотность ртути р
= 1,36-104 кг/м3.
19.36. Длинная, открытая с обоих концов капиллярная трубка радиусом R= 1
мм наполнена водой и располагается вертикально. Какова будет высота
оставшейся в капилляре воды? Коэффициент поверхностного натяжения воды
а=0,073Н/м, плотность воды р = 1103 кг/м3.
19.37. Какой минимальной высоты слой воды можно иметь в решете, не
смачиваемом водой, если диаметр отверстий сетки решета d= 1 мм?
Коэффициент поверхностного натяжения воды а=0,07 Н/м, плотность воды р =
1 • 103 кг/м3.
19.38. Капиллярную трубку опустили в сосуд с водой, а затем на
поверхность воды налили слой масла. Какова высота слоя масла, если его
уровень совпадает с уровнем воды в трубке? Коэффициент поверхностного
натяжения воды о = 0,073 Н/м, плотности масла и воды Р[ = = 0,9-103кг/м3,
р2=103кг/м3, радиус трубки R=l мм. Вода смачивает капилляр.
19.39. Смачиваемый водой кубик с ребром I = 0,03 м и массой т = 20 г
плавает на поверхности воды. На каком расстоянии от поверхности воды
будет находиться нижняя грань кубика? Решите задачу с учетом и без учета
сил поверхностного натяжения. Сравните результаты. Как изменится решение
задачи, если кубик плавает на поверхности глицерина, который не смачивает
кубик? Коэффициенты поверхностного натяжения воды и глицерина а, = 0,072
Н/м, ст2 = 0,059 Н/м. Плотность воды р, = 103кг/м3, плотность глицерина
р2= 1,3-103кг/м3.
157
\
IX. ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Электростатика - раздел электродинамики, в котором изучается
взаимодействие неподвижных электрических зарядов и заряженных тел.
Электрический заряд характеризует свойство заряженных тел вступать, в
электромагнитные взаимодействия. Способность электрических зарядов в
одних случаях к взаимнок*у притяжению, в других - к отталкиванию
объясняет существование двух различных видов зарядов, условно называемых
положительными и отрицательными. Экспериментально установлено, что
одноименно заряженные тела отталкиваются, а разноименно заряженные -
притягиваются. Электрический заряд дискретен, то есть существует
элементарный электрический заряд е, положительный или отрицательный,
численно равный заряду электрона: |е| = 1,б-10_19Кл. В СИ за единицу
электрического заряда принят кулон (Кл), 1 Кл= 1 А1 С.
Закон сохранения электрического заряда является фундаментальным законом
природы и состоит в том, что внутри изолированной системы заряженных тел
при любых взаимодействиях алгебраическая сумма электрических зарядов
остается постоянной:
Опыт показывает, что нейтральные атомы и молекулы любого химического
вещества, из которого состоят тела, могут стать заряженными частицами -
положительными или отрицательными ионами, если в результате какого-либо
взаимодействия часть электронов переходит от одного тела к другому. В
результате такого взаимодействия одно тело приобретает отрицательный
электрический заряд, а второе - равный по модулю положительный
электрический заряд.
Закон Кулона. Основным законом электростатики является закон Кулона: два
точечных неподвижных электрических заряда взаимодействуют в вакууме с
силой, пропорциональной произведению модулей этих зарядов и обратно
пропорциональной квадрату расстояния между ними:
где <7, и q2 - взаимодействующие заряды; г - расстояние между ними; k -
коэффициент пропорциональности в СИ, равный &=9-109Н м2/Кл2.
<7, + q2 + ... +<7" = const.
г'
158
Коэффициент к в законе Кулона в СИ может быть выражен через
