Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 37
Bài 37.1, 37.2 trang 87 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
37.1. Một vịng nhơm mỏng có đường kính 50 mm và trọng lượng P = 68.10-3 N,
được treo vào một lực kế lị xo sao cho đáy vịng nhơm tiếp xúc với mặt nước.
Cho biết hệ số lực căng bể mặt của nước là 72.10-3 N/m. Xác định lực kéo để có
thể bứt vịng nhơm lên khỏi mặt nước.
A. F = 1,13.10-3 N
B. F = 9,06.10-2 N
C. F = 226.10-3 N.
D. F = 7,2.10-2 N
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án B
37.2. Một màng xà phòng được căng trên mặt khung dây đồng hình chữ nhật
treo thảng đứng, đoạn dây ab dài 80 mm có thể trượt khơng ma sát trên khung
này (H.37.1). Cho biết hệ số căng bề mặt của nước xà phòng là 40.10-3 N/m và
khối lượng riêng của đồng là 8,9.103 kg/m3. Xác định đường kính của đoạn dây
ab để nó nằm cân bằng, lấy g ≈ 9,8 m/s2.
A. F = 10,8 mm.
B. F = 12,6 mm.
C. F = 2,6 mm.
D. F= 1,08 mm.

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí


Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án D
Bài 37.3 trang 88 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một ống nhỏ giọt dựng thẳng đứng bên trong đựng nước. Nước dính hồn tồn
miệng ống và đường kính miệng dưới của ống là 0,43 mm. Trọng lượng mỗi
giọt nước rơi khỏi miệng ống là 9,72. 10-5 N. Tính hệ số căng mặt của nước.

A. Xấp xỉ 72.10-3 N/m.
B. Xấp xỉ 36.10-3 N/m.
C. Xấp xỉ 72. 10-5 N/m.
D. Xấp xỉ 13,8.102 N/m.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án A
Bài 37.4 trang 88 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một vịng nhơm có trọng lượng là 62,8.10-3 N được đặt sao cho đáy của tiếp xúc
với mặt chất lỏng đựng trong một cốc thuỷ tinh. Đường kính trong và đường
kính ngồi của vịng nhơm lần lượt bằng 48 mm và 50 mm. Cho biết hệ số căng
bề mặt của nước là 72.10-3 N/m và của rượu là 22.10-3 N/m. Xác định lực kéo
vịng nhơm đê bứt nó lên khỏi mặt thống của chất lỏng trong hai trường hợp: a)
chất lỏng là nước; b) chất lỏng là rượu.
Hướng dẫn trả lời:
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí


Muốn kéo vịng nhơm bứt khỏi mặt thống của nước thì cần tác dụng lên nó lực
F1 hướng thẳng đứng lên trên và có cường độ nhỏ nhất bằng tổng trọng lực P
của vịng nhơm và lực căng bề mặt Fc của nước: F1 = P + Fc
Vì mặt thống của nước tiếp xúc với cả mặt trong và mặt ngồi của vịng nhơm
nên lực căng bề mặt Fc có độ lớn bằng:
Fc = σπ(d + D)
Từ đó suy ra: F1= P + σπ(d + D).
a) Với chất lỏng là nước có σ = 72.10-3 N/m, ta tìm được:
F1 = 62,8.10-3 + 72.10-3.3,14.(48 + 50). 10-3 ≈ 85.10-3 N
Với chất lỏng là rượu có σ = 22.10-3 N/m, ta tìm được:
F2 = 62,8.10-3 + 22.10-3.3,14.(48 + 50).10-3 ≈ 69,5.10-3 N.
Bài 37.5 trang 88 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một mẩu gỗ hình lập phương có khối lượng 20 g được đặt nổi trên mặt nước.

Mẩu gỗ có cạnh dài 30 mm và dính ướt nước hồn tồn. Cho biết nước có khối
lượng riêng là 1000 kg/m3 và hệ số căng bề mặt là 0,072 N/ Lấy g = 9,8 m/s2.
Xác định độ ngập sâu trong nước của mẩu gỗ.
Hướng dẫn trả lời:
Do mẩu gỗ bị nước dính ướt hồn toàn, nên lực căng bề mặt Fc tác dụng lên mẩu
gỗ hướng thẳng đứng xuống dưới. Điều kiện để mẩu gỗ nổi trên mặt nước là
tổng của trọng lực Pp và lực căng bề mặt Fc phải cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét
FA (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, Fc =
σ4a và FA = Da2xg (bằng trọng lượng nước bị phần mẩu gỗ chìm trong nước
chiếm chỗ), ta tìm được:

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí


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.
Bài 37.6 trang 88 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một chiếc kim hình trụ bằng thép có bơi một lớp mỏng dầu nhờn ở mặt ngoài
được đặt nằm ngang và nổi trên mặt nước. Hãy xác định đường kính lớn nhất
của chiếc kim sao cho độ chìm sâu trong nước của chiếc kim bằng bán kính của
nó. Đường kính chiếc kim bằng 5% độ dài của nó. Cho biết khối lượng riêng
của thép là 7800 kg/m3 và của nước là 1000 kg/m3 hệ số căng bề mặt của nước
là 0,072 N/m, lấy g ≈ 9,8 m/s2.
Hướng dẫn trả lời:
Muốn chiếc kim nổi trên mặt nước thì hiệu số giữa trọng lượng P và lực đẩy

Ác-si-mét FA tác dụng lên chiếc kim phải lớn hơn hoặc bằng lực căng bề mặt Fc
của phần mặt nước đỡ chiếc kim nổi trên nó (H.37.2G):

P – FA > Fc
Gọi d là bán kính, l là chiều dài và D là khối lượng riêng của chiếc kim, còn D0
và σ là khối lượng riêng và hệ số căng bề mặt của nước.
Thay
và

(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:

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí


Từ đó suy ra:

Thay số, ta được:
Bài 37.7 trang 88 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một lượng nước trong ống nhỏ giọt ở 200C chảy qua miệng ống tạo thành 48
giọt. Cùng lượng nước này ờ 40°C chảy qua miệng ống tạo thành 50 giọt. Cho
biết hệ số căng bề mặt của nước ở 20°C là 72,5. 10-3 N/m. Bỏ qua sự dãn nở
nhiệt của nước. Xác định hệ số căng bề mặt của nước ở 40°C, lấy g ≈ 9,8 m/s2.
Hướng dẫn trả lời:
Khi giọt nước rơi khỏi miệng ống nhỏ giọt thì trọng lượng P của nó bằng lực
căng bề mặt Fc tác dụng lên giọt nước tại miệng ống:
P = Fc
Thay
và Fc = σπd, với m và V là khối lượng và thể tích của khối

nước trong ống nhỏ giọt, n là số giọt nước chảy ra khỏi miệng ống, d là đường
kính miệng dưới của ống, D và σ là khối lượng riêng và hệ số căng bề mặt của
nước, ta tìm được:

Với cùng thể tích V của nước trong ống, thì hệ số căng bề mặt của nước:
- Ở 20°C có số giọt nước n1 chảy khỏi miệng ống sẽ là:
- Ở 40°C có số giọt nước n2 chảy ra khỏi miệng ống sẽ là:
Từ đó suy ra:
Thay số, ta tìm được:

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí


Bài 37.8 trang 88 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một bình có ống nhỏ giọt ở đầu phía dưới. Rượu chứa trong bình chảy khỏi ống
nhỏ giọt này thành từng giọt cách nhau 2,0 s. Miệng ống nhỏ giọt có đường kính
2,0 mm. Sau khoảng thời gian 720 s, khối lượng rượu chảy khỏi ống là 10 g.
Xác định hệ số căng bề mặt của rượu. Coi rằng chỗ thắt của giọt rượu khi nó bắt
đầu rơi khỏi miệng ống nhỏ giọt có đường kính bằng đường kính của ống nhỏ
giọt. Lấy g = 9,8 m/s2.
Hướng dẫn trả lời:
Trọng lượng P của mỗi giọt rượu khi bắt đầu rơi khỏi miệng ống nhỏ giọt có độ
lớn bằng lực căng bề mặt Fc của rượu tác dụng lên chu vi của miệng ống nhỏ
giọt, tức là:
P = Fc = σl = σπd
với σ là hệ số căng bề mặt của rượu và l = πd là chu vi của miệng ống nhỏ giọt.
Gọi M là khối lượng rượu chảy khỏi miệng ống trong thời gian t. Vì hai giọt
rượu kế tiếp chảy khỏi miệng ống cách nhau 2,0 s nên trọng lượng P mỗi giọt
tính bằng:


Từ đó ta tìm được:
Bài 37.9 trang 89 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một vịng nhơm đặt nằm ngang tiếp xúc với mặt nước. Vịng nhơm có đường
kính trong 50 mm, đường kính ngồi 52 mm và cao 50 mm. Cho biết khối lượng
riêng của nhôm là 2800 kg/m3, hệ số căng bề mặt của nước là 73.10-3 N. Lấy g =
9,8 m/s2. Xác định lực kéo để có thể bứt vịng nhơm lên khỏi mặt nước.
Hướng dẫn trả lời:
Lực kéo để bứt vòng nhơm ra khỏi mặt nước có độ lớn bằng:
F = P + Fc
trong đó P = mg là trọng lượng của vịng nhơm được tính theo cơng thức:

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí


với D là khối lượng riêng và

là thể tích của vịng nhơm.

Lực căng bể mặt Fc của nước tác dụng lên hai mặt (trong và ngồi) của vịng
nhơm tính theo công thức:
Fc = σπd1 + σπd2 = σπ(d1 + d2)
Thay số, ta tìm được :

Như vậy lực kéo để có thể bứt vịng nhơm lên khỏi mặt nước bằng :
F ≈ 21,9.10-2 +2.3.10-2 = 24,2.10-2 N
Bài 37.10* trang 89 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một ống mao dẫn dài và mỏng có hai đầu đều hở được cắm thẳng đứng xuống
nước sao cho toàn bộ chiều dài của ống ngập trong nước. Dùng tay bịt kín đầu
dưới của ống và nhấc ống thẳng đứng lên khỏi nước. Sau đó buông nhẹ tay để
đầu dưới của ống lại hở. Xác định độ cao của cột nước còn đọng trong ống. Cho

biết đường kính của ống là 2,0 mm, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3 và
hệ số căng bể mặt của nước là 72,5.10-3 N/m, lấy g ≈ 9,8 m/s2.
Hướng dẫn trả lời
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 Fd 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 Fd đều hướng thẳng đứng lên phía trên và có cùng độ lớn với lực căng bề
mặt Fc của nước.

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí


Fd = Fc = σπd
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:

Khi đó điều kiện cân bằng của cột nước đọng lại trong ống là:

Từ đó suy ra:
Xem thêm các bài tiếp theo tại: />
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí