Як виміряти поверхневий натяг-

Метод1З 3:

C допомогою коромисла

1. 
   Запишіть рівняння для поверхневого натягу. в даному експерименті рівняння для визначення поверхневого натягу виглядає наступним чином: F = 2SD, де F — сила в ньютонах (Н), S — поверхневий натяг в ньютонах на метр (Н/м), d — довжина використовуваної в експерименті голки. Висловимо з цього рівняння поверхневий натяг: S = F / 2D.

   • Сила буде розрахована в кінці експерименту.
   • Перш ніж приступити до експерименту, за допомогою лінійки виміряйте довжину голки в метрах.
2. 
   Сконструюйте невелике коромисло. ^[3] в даному експерименті для визначення поверхневого натягу використовуються коромисло і невелика голка, яка плаває на поверхні води. Необхідно уважно поставитися до спорудження коромисла, так як від цього залежить точність результату. Можна використовувати різні матеріали, головне, зробити горизонтальну поперечину з чогось жорсткого: дерева, пластмаси або щільного картону.

   • Визначте центр стрижня (наприклад, соломинки або пластмасової лінійки), який ви збираєтеся використовувати в якості поперечини, і просвердлите або проткніть в цьому місці отвір; це буде точка опори поперечини, на якій та буде вільно обертатися. Якщо ви використовуєте пластмасову соломинку, просто проткніть її шпилькою або цвяхом.
   • Просвердлите або проткніть отвори на кінцях поперечини так, щоб вони розташовувалися на однаковій відстані від центру. Протягніть через отвори нитки, на яких ви підвісите чашку для вантажу і голку.
   • При необхідності підіпріть коромисло книгами або іншими досить твердими предметами, щоб перекладина залишалася в горизонтальному положенні. Необхідно, щоб перекладина вільно оберталася навколо встромленого в її середину цвяха або стрижня.
3. 
   Візьміть шматок алюмінієвої фольги і згорніть її у формі коробочки або блюдця.зовсім не обов'язково, щоб це блюдце мало правильну квадратну або круглу форму. Ви заповните його водою або іншим вантажем, так що подбайте про те, щоб воно витримало вагу.

   • Підвісьте коробочку або блюдце з фольги до одного кінця поперечини. Виконайте по краях блюдця невеликі отвори і протягніть через них нитку, так щоб блюдце висіло на перекладині.
4. 
   Підвісьте до іншого кінця поперечини голку або скріпку, так щоб вона розташовувалася горизонтально.Прив'яжіть горизонтально голку або скріпку до нитки, яка звисає з іншого кінця поперечини. Щоб експеримент вдався, необхідно розташувати голку або скріпку саме горизонтально.
5. 
   Розмістіть на перекладині що-небудь, наприклад пластилін, щоб врівноважити ємність з алюмінієвої фольги.перш ніж приступити до експерименту, необхідно домогтися, щоб перекладина розташовувалася горизонтально. Блюдце з фольги важче голки, тому на його боці перекладина опуститься вниз. Прикріпіть до протилежної сторони поперечини достатню кількість пластиліну, щоб вона розташовувалася горизонтально.

   • Це називається балансуванням.
6. 
   Помістіть звисаючу на нитці голку або скріпку в ємність з водою.на цьому кроці будуть потрібні додаткові зусилля, щоб розташувати голку на поверхні води. Простежте, щоб голка не занурилася в воду. Наповніть ємність водою (або іншою рідиною з невідомим поверхневим натягом) і поставте її під висить голкою, так щоб голка розташувалася прямо на поверхні рідини.

   • Простежте при цьому, щоб утримує голку мотузка залишалася на місці і була досить натягнута.
7. 
   Зважте на невеликих вагах кілька шпильок або невелику кількість відміряних крапель води.ви будете додавати в алюмінієве блюдце на коромислі по одній шпильці або краплі води. При цьому необхідно знати точну вагу, при якому голка відірветься від поверхні води.

   • Порахуйте кількість шпильок або крапель води і зважте їх.
   • Визначте вагу однієї шпильки або краплі води. Для цього поділіть загальну вагу на кількість шпильок або крапель.
   • Припустимо, 30 шпильок важать 15 грамів, тоді 15/30 = 0,5, тобто одна шпилька важить 0,5 грама.
8. 
   Додайте шпильки або краплі води по одній в блюдце з алюмінієвої фольги до тих пір, поки голка не відірветься від поверхні води.поступово додавайте по одній шпильці або краплі води. Уважно спостерігайте за голкою, щоб не пропустити момент, коли після чергового збільшення вантажу вона відірветься від води. Як тільки голка відірветься від поверхні рідини, перестаньте додавати шпильки або краплі води.

   • Порахуйте кількість шпильок або крапель води, при якому голка на протилежному кінці поперечини відірвалася від поверхні води.
   • Запишіть результат.
   • Повторіть досвід кілька (5 або 6) разів, щоб отримати більш точні результати.
   • Порахуйте середнє значення отриманих результатів. Для цього складіть число шпильок або крапель у всіх експериментах і поділіть суму на кількість експериментів.
9. 
   Переведіть число шпильок в силу.для цього слід помножити кількість грамів на 0,00981 Н / Р щоб розрахувати поверхневий натяг, необхідно знати силу, яка знадобилася для відриву голки від поверхні води. Оскільки ви порахували вагу шпильок на попередньому кроці, щоб визначити силу, достатньо помножити цю вагу на 0,00981 Н/р.^[4]

   • Помножте число поміщених в блюдце шпильок на вагу однієї шпильки. Наприклад, якщо ви поклали 5 шпильок вагою по 0,5 грама, їх загальна вага складе 0,5 г/шпилька = 5 x 0,5 = 2,5 грама.
   • Помножте кількість грамів на множник 0,00981 Н/г: 2,5 x 0,00981 = 0,025 Н.
10. 
    Підставте отримані значення в рівняння і знайдіть шукану величину.за допомогою отриманих в ході експерименту результатів можна визначити поверхневий натяг. Просто підставте знайдені величини і обчисліть результат.

    • Припустимо, що в наведеному вище прикладі довжина голки становить 0,025 метра. Підставляємо значення в рівняння і отримуємо: S = F/2D = 0,025 Н/(2 x 0,025) = 0,05 Н/М. Таким чином, поверхневий натяг рідини одно 0,05 Н / м.