Ở đây nước trong ống chịu tác dụng lực căng mặt ngoài ở cả hai mặt: mặt trên và mặt dưới. Hai lực căng này cùng hướng lên trên và có độ lớn  f = σ l .

Lực căng mặt ngoài tổng cộng:  F = 2 r = 2 σ l

Trọng lượng cột nước trong ống:  P = m g = ρ V g = ρ π d 2 4 . h . g

Điều kiện cân bằng của cột nước:  P = F ⇔ h = 8 σ ρ g d

⇒ h = 8 σ ρ g d = 82 , 2.10 − 2 8.10 2 .10.1 , 6.10 − 3 = 1.375.10 − 2 m = 1 , 375.10 − 2 ( m )

Đáp án: C

Cột rượu trong ống chịu tác dụng lực căng mặt ngoài của cả hai mặt: mặt trên và mặt dưới, hai lực căng này cùng hướng lên trên.

→ Lực căng bề mặt tổng cộng:

F = 2.σ.l = 2σ.π.d

Trọng lượng cột rượu trong ống:

Điều kiện cân bằng của cột rượu:

Ta có, cột nước còn lại trong ống chịu tác dụng của các lực:

+ Lực căng bề mặt của mặt lõm trên và mặt lõm dưới, hai lực này cùng hướng lên trên. Hợp lực của hai lực đó là: F = 2 F 1 = 2 . σ π d

+ Trọng lực của cột nước còn lại trong ống: P = m g = ρ V g = ρ . S h . g = ρ . π d 2 4 h . g

Trọng lực của cột nước cân bằng với lực căng bề mặt:

Đáp án: B

Đáp án A

Trọng lượng của phần rượu còn lại cân bằng với lực căng mặt ngoài ở cả hai đầu trên và dưới

Đáp án: A

Cột nước còn đọng lại được trong ống mao dẫn là do tác dụng cân bằng giữa trọng lượng P của cột nước với tổng các lực dính ướt f_c của thành ống tạo thành mặt khum lõm ở đầu trên và mặt khum lồi ở đầu dưới của cột nước (hình vẽ).

Tại vị trí tiếp xúc giữa hai mặt khum của cột nước với thành ống, các lực dính ướt f_c đều hướng thẳng đứng lên phía trên và có cùng độ lớn với lực căng bề mặt F_c của nước.

F_d = F_c = σ.π.d

với d là đường kính của ống mao dẫn và σ là hệ số căng bề mặt của nước.

Trọng lượng của cột nước:

P = mg = ρghπd²/4

Khi đó điều kiện cân bằng của cột nước đọng lại trong ống là:

P = 2F_d 

⇒ ρ.g.h.π.d²/4 = 2σ.π.d

Từ đó suy ra:

Cột nước còn đọng lại được trong ống mao dẫn là do tác dụng cân bằng giữa trọng lượng P của cột nước với tổng các lực dính ướt F d  của thành ống tạo thành mặt khum lõm ở đầu trên và mặt khum lồi ở đầu dưới của cột nước (H.37.3G). Tại vị trí tiếp xúc giữa hai mặt khum của cột nước với thành ống, các lực dính ướt  F d  đều hướng thẳng đứng lên phía trên và có cùng độ lớn với lực căng bề mặt  F c  của nước.

F d  =  F c  = σ π d

với d là đường kính của ống mao dẫn và σ  là hệ số căng bề mặt của nước. Nếu gọi D là khối lượng riêng của nước và h là độ cao của cột nước trong ống thì trọng lượng cột nước bằng :

P = mg = Dgh π d 2 /4

Khi đó điều kiện cân bằng của cột nước đọng lại trong ống là :

P = 2 F d  ⇒ Dgh d 2 /4 = 2 σ π d

Từ đó suy ra :

Đáp án C

Trọng lượng của phần rượu còn lại cân bằng với lực căng mặt ngoài ở cả hai đầu trên và dưới

Ta có: với nước:  h 1 = 2 α 1 D 1 g r

với rượu:  h 2 = 2 α 2 D 2 g r