Ta có F_c = F – P =  σ .2. π . D ⇒  F = P +  σ .2. π . D  = 0,0906N

Chọn đáp án B

Hướng dẫn:

Vì vòng nhôm mỏng, nên đường kính trong d và đường kính ngoài D của nó gần đúng bằng nhau. Khi đó lực căng bề mặt của nước tác dụng lên chu vi của mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm có độ lớn:

Để bứt vòng dây nhôm ra khỏi mặt nước, lực kéo F của lực kế phải có độ lớn bằng tổng trọng lượng vòng nhôm và lực căng bề mặt của nước:

Muốn kéo vòng nhôm bứt khỏi mặt thoáng của nước thì cần tác dụng lên nó lực F hướng thẳng đứng lên trên và có cường độ nhỏ nhất bằng tổng trọng lực P của vòng nhôm và lực căng bề mặt F c  của nước :

F = P +  F c

Vì mặt nước tiếp xúc với cả mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm nên lực căng bề mặt  F c  có độ lớn bằng :

F c  = σ ( π D +  π d) ≈  σ 2 π D

với D là đường kính ngoài và d là đường kính trong của vòng nhôm mỏng. Bỏ qua độ dày của vòng nhôm và coi gần đúng :

d ≈ D hay D + d ≈ 2D.

Từ đó suy ra: F≈ P +  π 2 π D.

Thay số, ta tìm được :

F = 5,7. 10 - 3 .9,8 + 72. 10 - 3 .2.3,14.40. 10 - 3  ≈ 74. 10 - 3  N.

Muốn kéo vòng nhôm bứt khỏi mặt thoáng của nước thì cần tác dụng lên nó lực F 1  hướng thẳng đứng lên trên và có cường độ nhỏ nhất bằng tổng trọng lực P của vòng nhôm và lực căng bề mặt  F c  của nước :  F 1  = P +  F c

Vì mặt thoáng của nước tiếp xúc với cả mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm nên lực căng bề mặt Fc có độ lớn bằng :

F c  = σ π (d + D)

Từ đó suy ra:  F 1 = P +  σ π (d + D).

Với chất lỏng là nước có  σ  = 72. 10 - 3  N/m, ta tìm được :

F 1  = 62,8. 10 - 3  + 72. 10 - 3 .3,14.(48 + 50).  10 - 3 ≈ 85. 10 - 3  N

Muốn kéo vòng nhôm bứt khỏi mặt thoáng của nước thì cần tác dụng lên nó lực  F 1  hướng thẳng đứng lên trên và có cường độ nhỏ nhất bằng tổng trọng lực P của vòng nhôm và lực căng bề mặt  F c  của nước :  F 1  = P +  F c

Vì mặt thoáng của nước tiếp xúc với cả mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm nên lực căng bề mặt Fc có độ lớn bằng :

F c  =  σ π (d + D)

Từ đó suy ra:  F 1 = P +  σ π (d + D).

Với chất lỏng là rượu có  σ  = 22. 10 - 3  N/m, ta tìm được :

F 2  = 62,8. 10 - 3  + 22. 10 - 3 .3,14.(48 + 50). 10 - 3  ≈ 69,5. 10 - 3  N.

Đáp án C 

=  4 , 52 . 10 - 3 N

Lực cần thiết để nâng vòng nhôm lên:

   F = P + s.2p( r 1 + r 2 ) = hp(r 2 2  - r 1 2 )r + s.2p( r 1 + r 2 ) = 0,0114 N.

Đáp án D

Lực cần thiết để nâng vòng nhôm lên: