Яка сила поверхневого натягу діє на парафінову свічку діаметром 3см, коли її опускають вертикально в воду

Чтобы найти силу поверхностного натяжения, действующую на парафиновую свечу в данной ситуации, нужно знать формулу, связывающую силу поверхностного натяжения, радиус кривизны поверхности жидкости и угол между поверхностью и горизонтальной плоскостью. Для начала, давайте определим несколько величин:

\(F\) - сила поверхностного натяжения, которую мы ищем;
\(r\) - радиус парафиновой свечи, равный половине диаметра, то есть \(r = 0.03 \, \text{см} = 0.015 \, \text{см}\);
\(\gamma\) - коэффициент поверхностного натяжения для данной жидкости, в данном случае воды.

Формула для силы поверхностного натяжения имеет вид:

\[F = \gamma \cdot r \cdot \theta,\]

где \(\theta\) - угол между поверхностью жидкости и горизонтальной плоскостью. В данной задаче предполагается вертикальное опускание свечи в воду, поэтому угол \(\theta\) равен 0 градусов или \(\pi\) радиан.

Теперь подставим известные значения в формулу:

\[F = 0.015 \, \text{см} \cdot \gamma \cdot \pi.\]

Чтобы получить ответ в нужных единицах измерения, нам также понадобится знать численное значение коэффициента поверхностного натяжения для воды. Давайте предположим, что \(\gamma\) для воды равно 72.8 миллиньютонов на сантиметр (\(\text{мН/см}\)).

Теперь мы можем решить задачу:

\[F = 0.015 \, \text{см} \cdot 72.8 \, \text{мН/см} \cdot \pi.\]

Подставляя числовые значения, получим:

\[F = 0.015 \, \text{см} \cdot 72.8 \, \text{мН/см} \cdot 3.14159 \approx 3.43 \, \text{мН}.\]

Таким образом, при опускании парафиновой свечи диаметром 3 см в воду, которая не смачивает парафин, сила поверхностного натяжения, действующая на свечу, составляет около 3.43 миллиньютонов.