4. Порядок выполнения работы:

• Измерение максимальной высоты столба жидкости, поднятой кольцом.

1. Плавно поднимал столик с кюветой, привел кольцо в соприкосновение с поверхностью воды. Погружение кольца в жидкость при этом не произойдет, так как весы арретированы. Измерил высоту столика h_1.

2. Медленно опустил столик до отрыва кольца от жидкости. Измерил высоту столика h₂, соответствующую моменту отрыва. Нашел максимальную высоту столба жидкости h = h₁ – h₂.

3. Повторил опыт несколько раз, определил среднее значение h и его ошибку.

• Измерение силы отрыва кольца от жидкости.

1. Поднял столик с кюветой до соприкосновения кольца с жидкостью. Положил на чашку весов пустую коробочку и освободил коромысло от арретира.

2. Опустил столик с кюветой, оторвал кольцо от жидкости. При помощи аналитических весов определил вес коробочки с песком P. Из формулы (7) нашел силу отрыва F.

3. Повторил опыт несколько раз, определил среднее значение F и его ошибку.

• Расчет коэффициента поверхностного натяжения.

1. Рассчитал силу отрыва F₁, приходящуюся на единицу длины кольца. Пользуясь критерием (4), определил, какой случай отрыва имел место на опыте.

2. Использовал полученные в опыте значения h и F₁, для данного a рассчитал величину σ и ее ошибку.

3. Привел уточняющие расчет, уменьшающие систематическую ошибку, связанную с заданием величины a.

5. Ход выполнения работы: (в системе си)

1. Измерил высоту столика h₁ = 0.115 м

2. Измерил высоту столика h₂ = 0.105 м

3. h₁ - h₂ = h = 0.01 м

4. h_ср = = 0.01 м

Вычислил ошибку измерений:

S_n

S_n= = 0.001 м

= = 0.002 м

5. Вес коробочки с песком P = 0.00318 кг

(Цена деления n = 0.00003 кг)

6. Сила отрыва F = 0.00318+4*0.00003 = 0.0033 Н

7. F_ср = = 0.0033 Н

Вычислил ошибку измерений:

S_n= = 0.00002 м

= = 0.00005 м

8. a = 0.0015 м

d = 0.052 м

σ₁ = = = 0.2

σ₂ = = 0.25

σ₃ = = 0.3

σ_ср = = 0.25

Вычислил ошибку измерений:

S_n= = 0.05

= = 0.12

_F1 = 2a

_{F1 = 0.01*1000*9.8*0.0015 = 0.15 H}

6. Вывод: Определил коэффициент поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца и получил значение σ_ср = 0.25±0.12 кг/с². Определил силу отрыва и получил значение F₁ = 0.15 H.

Контрольные вопросы.

1. Когда и как может повлиять на результаты опытов неполное смачивание кольца жидкостью?

2. Как влияют на величину поверхностного натяжения воды небольшие примеси спирта и эфира?

3. Выведите формулы (5), (6).

4. Испытайте на сходимость вычислительный процесс 1, предложенный для уточнения значения величины a.

5. Разработайте метод численного решения трансцендентного уравнения (6).

6. Найдите радиус капли воды, отрывающейся от твердой горизонтальной поверхности при ее полном смачивании.

7. Оцените средний радиус капли воды, отрывающейся от твердой горизонтальной поверхности при ее полном смачивании.

8. Оцените силу поверхностного натяжения, действующую на лапку водомерки, и глубину ее погружения в воду.

9. Оцените максимальный вес насекомых, способных перемещаться по свободной поверхности воды.