Do mẩu gỗ bị nước dính ướt hoàn toàn, nên lực căng bề mặt F c  tác dụng lên mẩu gỗ hướng thẳng đứng xuống dưới. Điều kiện để mẩu gỗ nổi trên mặt nước là tổng của trọng lực P p  và lực căng bề mặt  F c  phải cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét  F A  (H.37.1G):

P + Fc = FA

Gọi a là độ dài mỗi cạnh của mẩu gỗ, x là độ ngập sâu trong nước của mẩu gỗ, D và σ là khối lượng riêng và hệ số căng bề mặt của nước. Thay P = mg,  F c  =  σ 4a và  F A  = D a 2 xg (bằng trọng lượng nước bị phần mẩu gỗ chìm trong nước chiếm chỗ), ta tìm được:

Thay số:

Như vậy lực dính ướt có tác dụng làm mẩu gỗ chìm sâu thêm 0,1 cm chiếm tỉ lệ khoảng hơn 4% độ ngập sâu của mẩu gỗ.

Muốn chiếc kim nổi trên mặt nước thì hiệu số giữa trọng lượng P và lực đẩy Ác-si-mét  F A  tác dụng lên chiếc kim phải lớn hơn hoặc bằng lực căng bề mặt F c  của phần mặt nước đỡ chiếc kim nổi trên nó (H.37.2G) :

P –  F A  >  F c

Gọi d là bán kính, l là chiều dài và D là khối lượng riêng của chiếc kim, còn D 0  và σ là khối lượng riêng và hệ số căng bề mặt của nước.

và  F A  =  D 0 .1/2. π d 2 /4 . lg (trọng lượng nước bị một nửa phần chiếc kim chìm trong nước chiếm chỗ), đổng thời chú ý rằng d = 0,05l hay l = 20d, ta tìm được :

Từ đó suy ra :

Thay số, ta được :

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:

Đáp án: D

Lực căng bề mặt của màng xà phòng (có hai mặt) tác dụng lên đoạn dây ab có độ dài l là:

F = 2σ.l

Trọng lượng đoạn dây ab:

P = m.g = V.ρ.g = π.d².l.ρ.g/4.

Điều kiện cân bằng của dây ab là:

P = F

Đáp án: D

Lực cần thiết để nâng vòng nhôm lên:

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:

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 :

Chọn đáp án D

Hướng dẫn:

Lực căng bề mặt của màng xà phòng (có hai mặt) tác dụng lên đoạn dây ab có độ dài l có độ lớn bằng:

Trọng lượng của đoạn dây ab bằng:

Điều kiện cân bằng của đoạn dây ab là:

Đáp án: D

Độ cao cột nước dâng lên trong mao quản khi ống thẳng đứng:

Độ cao cột nước dâng lên trong mao quản khi ống nghiêng với mặt nước một góc 13⁰ :