Задача по физике Расположенная вертикально проволочная прямоугольная рамка с подвижной перекладиной АВ затянута мыльной плёнкой. Определите модуль ускорения перекладины, если её длина 5 см, масса 3 г.. На сколько изменится поверхностная энергия плёнки при смещении перекладины на расстояние 3 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора = 0,040 Н/м

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета модуля ускорения перекладины воспользуемся вторым законом Ньютона: F = ma, где F - сила натяжения плёнки, a - ускорение перекладины.

Сила натяжения плёнки можно найти как произведение поверхностного натяжения плёнки на периметр прямоугольника, образуемого перекладиной и рамкой: F = 2lγ, где l - длина перекладины, γ - поверхностное натяжение мыльного раствора.

F = 2 0,05 м 0,040 Н/м = 0,04 Н

Теперь найдем ускорение перекладины: a = F/m = 0,04 Н / 0,003 кг = 13,33 м/с^2

Теперь найдем изменение полной энергии плёнки при смещении перекладины на 3 см:

ΔЕ = γ * ΔS, где ΔS - изменение поверхности плёнки.

ΔS = 2 0,03 м 0,05 м = 0,003 м^2

ΔЕ = 0,040 Н/м * 0,003 м^2 = 0,00012 Дж

Таким образом, модуль ускорения перекладины составит 13,33 м/с^2, а изменение поверхностной энергии плёнки при смещении перекладины на 3 см будет равно 0,00012 Дж.