Bài 1 trang 202 sgk Vật lý lớp 10. Mô tả hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Nói rõ phương, chiều của lực căng bề mặt? Hướng dẫn giải: Khi phần màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ bị chọc thủng thì phần màng xà phòng còn lại trong khung dây đã tự co lại để giảm diện tích tới mức nhỏ nhất, đồng thời tác dụng lên vòng dây những lực kéo căng đều theo theo phương vuông góc với vòng dây, làm cho còng dây có dạng hình tròn. Những lực kéo căng này gọi là lực căng bề mặt của chất lỏng. Lực căng bề mặt của chất lỏng có phương tiếp tuyến với mặt thoáng và vuông goc với đường giới hạn của mặt thoáng, có chiều sao cho tác dụng của lực này làm giảm diện tích mặt thoáng của chất lỏng. Bài 2 trang 202 sgk Vật lý lớp 10. Trình bày thí nghiệm xác định chất lỏng theo phương pháp kéo vòng kim loại bứt ra khỏi bề mặt của chất lỏng đó. Hướng dẫn giải: - Nhúng một khung dây thép mảnh trên đó có buộc một vòng dây chỉ hình dạng bất kì vào trong nước xà phòng. Sau đó nhấc nhẹ khung dây thép ra ngoài để tạo thành một màng xà phòng phủ kính mặt khung dây, chọc thủng phần màng xà phòng ở giữa vòng dây chỉ và quan sát hình dạng của vòng dây này. - Khi phần màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ bị chọc thủng thì phần màng xà phòng còn lại trong khung dây đã tự co lại để giảm diện tích tới mức nhỏ nhất, đồng thời tác dụng lên vòng dây những lực kéo căng đều theo theo phương vuông góc với vòng dây, làm cho còng dây có dạng hình tròn. Những lực kéo căng này gọi là lực căng bề mặt của chất lỏng. - Kết quả của thí nghiệm trên và nhiều thí nghiệm chứng tỏ: Lực căng bề mặt của chất lỏng có phương tiếp tuyến với mặt thoáng và vuông goc với đường giới hạn của mặt thoáng, có chiều sao cho tác dụng của lực này làm giảm diện tích mặt thoáng của chất lỏng. Bài 3 trang 202 sgk Vật lý lớp 10. Viết công thức xác định độ lớn của lực căng bề mặt của chất lỏng. Hệ số căng bề mặt phụ thuộc những yếu tố nào của chất lỏng? Hướng dẫn giải: Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kỳ trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó. $$f = \sigma l$$ σ gọi là hệ số căng bề mặt, đơn vị đo là niu-tơn trên mét (N/m). Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất chất lỏng. Khi nhiệt độ của chất lỏng tăng thì hệ số căng bề mặt của nó giảm. Bài 4 trang 202 sgk Vật lý lớp 10. Mô tả hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng ở sát thành bình có dạng như thế nào khi thành bình bị dính ướt? Hướng dẫn giải: Lấy một tấm thủy tinh và một lá môn (hoặc kính bọc ni long). Nhỏ lên bề mặt vài giọt nước. Nếu trên bề mặt nào giọt nước lan rộng ra thành một lớp mỏng thì ta nói là bị dính ướt nước. Nếu trên bề mặt nào giọt nước co tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực thì ta nói bề mặt đó không dính ướt . Bềmawtj của chất lỏng ở sát thành bình bị cong lên cao hơn mặt thoáng của chất lỏng khi thành bình bị dính ướt? Bài 5 trang 202 sgk Vật lý lớp 10. Mô tả hiện tượng mao dẫn? Hướng dẫn giải: Hiện tượng mức chất lỏng trong các ống có đường kính trong nhỏ dâng cao hoặc hạ thấp hơn so với mặt thoáng bên ngoài các ống gọi là hiện tượng mao dẫn Bài 6 trang 202 sgk Vật lý lớp 10. Câu nào sau đây là không đúng khi nói về lực căng bề mặt của chất lỏng? A. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt của chất lỏng. B. Lực căng bề mặt luôn có phương vuông góc với bề mặt chất lỏng. C. Lực căng bề mặt có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng. D. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có độ lớn f tỉ lệ với độ dài l của đoạn đường đó. Hướng dẫn giải: Chọn B Bài 7 trang 203 sgk Vật lý lớp 10. Tại sao chiếc kim khâu có thể nổi trên mặt nước khi đặt nằm ngang ? A. Vì chiếc kim không bị dính ướt nước. B. Vì khối lượng riêng của chiếc kim nhỏ hơn khối lượng riêng của nước. C. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực đẩy Ác- si- mét. D. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực căng bề mặt của nước tác dụng kên nó. Hướng dẫn giải: Chọn D Bài 8 trang 203 sgk Vật lý lớp 10. Câu nào dưới đây không đúng khi nói về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt của chất lỏng? A. Vì thủy tinh bị dính ướt, nên giọt nước nhỏ trên mặt bàn thủy tinh lan rộng thành một hình có dạng bất kì. B. Vì thủy tinh bị dính ướt, nên bề mặt của nước ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm. C. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt, nên giọt thủy ngân nhỏ trên mặt bản thủy tinh vo tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực. D. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt,nên bề mặt của thủy ngân ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm. Hướng dẫn giải: Chọn D Bài 9 trang 203 sgk Vật lý lớp 10. Tại sao nước mưa không bị lọt qua được các lỗ nhỏ trên tấm vải bạt? A. Vì vải bạt bị dính ướt nước c. B. Vì vải bạt không bị dính ướt nước. C. Vì lực căng bề mặt của nước ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ nhỏ của tấm bạt. D. Vì hiện tượng mao dẫn nhăn cản không cho nước lọt qua các lỗ trên tấm bạt. Hướng dẫn giải: Chọn C Bài 10 trang 203 sgk Vật lý lớp 10. Tại sao giọt dầu lại có dạng khối cầu nằm lơ lửng trong dung dịch rượu có cùng khối lượng riêng với nó? A. Vì hợp lực tác dụng lên giọt dầu bằng không, nên do hiện tượng căng bề mặt, làm cho diện tích bề mặt của giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu. B. Vì giọt dầu không chịu tác dụng của lực nào cả, nên do hiện tượng căng bề mặt, diện tích bề mặt giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu. C. Vì giọt dầu không bị dung dịch rượu dính ướt, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch rượu. D. Vì lực căng bề mặt của dầu lớn hơn lực căng bề mặt của dung dịch rượu, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch rượu. Hướng dẫn giải: Chọn A Bài 11 trang 203 sgk Vật lý lớp 10. Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm và đường kính trong là 40mm. Trọng lượng của vòng xuyến là 45mN. Lực bứt vòng xuyến này ra khỏi bề mặt của glixerin ở 20oC là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này. Hướng dẫn giải: + Lực căng bề mặt của glixerin tác dụng lên vòng xuyến: FC = F – P = 62,5 - 45 = 17,5 mN. + Tổng chu vi ngoài và chu vi trong của vòng xuyến: P = π (D+d) = 3,14 ( 44 + 40 ) = 263, 76mm + Hệ số căng mặt ngoài của glixerin ở 200 C: σ = \(\frac{F_{c}}{}l\) = \(\frac{17,5.10^{-3}}{263,76.10^{-3}}\) = 66,3.10-3 N/m. Bài 12 trang 203 sgk Vật lý lớp 10. Một màng xà phòng được căng trên bề mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây đồng ab dài 50 mm và có thể trượt dễ dàng dọc theo chiều dài của khung (Hình 37.8). Tính trọng lượng P của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng. Màng xà phòng có hệ số căng bề mặt σ = 0,040 N/m. Hướng dẫn giải: + Đoạn dây ab nằm cân bằng khi trọng lượng của đoạn dây có độ lớn bằng lực căng bề mặt Fc của màng xà phòng tác dụng lên nó: P = Fc = 2σl = 0,040. 2.50.10-3 P = 4. 10-3N.
