Тема . Механика. Динамика и Статика

.11 Поверхностное натяжение

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#47980

Найдите скорость u  уменьшения радиуса R  мыльного пузыря при его сдувании через трубку радиусом r ≪ R  . Объём трубки пренебрежимо мал по сравнению с объёмом пузыря, воздух в пузыре можно считать неподвижным. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора σ  . Считайте, что при истечении из пузыря воздух ведёт себя как идеальная невязкая несжимаемая жидкость плотностью ρ  .

(Всеросс., 2006, ОЭ, 11 )

Источники: Всеросс., 2006, ОЭ, 11

Показать ответ и решение

Поверхностное натяжение мыльной плёнки создает в пузыре дополнительное давление, равное

         2σ-   4σ-
Δp  = 2 ⋅R  =  R    (13)

так как у плёнки две поверхности. Работа, совершаемая мыльной плёнкой, идёт на сообщение кинетической энергии вытекающему воздуху:

          Δmv2--
Δp ΔV  =    2

где ΔV  - уменьшение объёма мыльного пузыря, Δm  - масса вытесненного воздуха, v  - скорость движения воздуха в трубке. Отсюда

                 ∘ -----
ρv2                 2Δp
----=  Δp,   v =    ----- (14)
 2                   ρ

где ρ = Δm  ∕ΔV  – плотность воздуха. Скорость уменьшения объёма V  пузыря

dV
---=  vS   (15)
dt

где S = πr2− площадь поперечного сечения трубки. Подставив в (15) выражение для объёма пузыря       4   3
V  =  3πR   , а также выражения (13) и (14), получим

           ∘  ----
     dR       8σ                        dR      r2 ∘ -σ-
4πR2 --- =    ---⋅ πr2,   откуд а   u = --- =  -5∕2-  ---
      dt      ρR                         dt    R      2ρ
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!