2019-11-09
Если каплю масла поместить в анилиновый раствор, плотность которого равна плотности масла, то капля примет форму шара. В этом состоит известный опыт Плато, иллюстрирующий поверхностное натяжение жидкостей. Его часто объясняют следующим образом: капля стремится принять форму шара, но этому препятствует сила тяжести, расплющивающая ее; если же капля находится в жидкости с такой же плотностью, как ее собственная, то сила тяжести уничтожается выталкивающей силой Архимеда и поэтому капля принимает форму шара. В чем неправильность такого объяснения?
Решение:
На каплю в опыте Плато действуют две системы сил: силы тяжести, приложенные к каждой частице капли, и силы давления окружающей жидкости, приложенные к поверхности, капли. Так как силы первой системы приложены к одним точкам капли, а силы второй системы - к другим, то первая система сил не уничтожается второй, а лишь уравновешивается ею. Но из того факта, что эти силы уравновешивают друг друга, можно сделать лишь один вывод: капля будет оставаться в покое. Сделать же из этого какое-нибудь заключение о ее форме, очевидно, нельзя.
В недостаточности изложенного объяснения опыта Плато можно убедиться, на следующем: примере. Рассмотрим каплю ртути, лежащую на горизонтальной плоскости. На нее тоже действуют две уравновешенные силы: сила тяжести и реакция плоскости. Однако эти силы не уничтожают друг друга, и поэтому капля не принимает форму шард.
Одно из возможных объяснений опыта Плато таково: поскольку капля имеет такую же плотность, как окружающая жидкость, последняя ие препятствует капле принять любую форму; поэтому она приобретает ту форму, которую ей сообщают силы поверхностного натяжения, т. е. шаровую.