2019-05-11
Вода, смачивающая стекло, находится между двумя параллельными стеклянными пластинами. Расстояние между пластинами $d$, диаметр водяного «пятна» $D \geq d$. С какой силой притягиваются пластины?
Решение:
Если между двумя параллельными пластинами, смачиваемыми водой, поместить небольшое количество воды, то пластины будут притягиваться друг к другу вплоть до того, что вся поверхность пластин будет смочена водой. При этом форма края в поперечном сечении представляет собой полукруг радиусом $r = d/2$ (рис.). Так как поверхность воды в этом месте вогнутая, то внутри воды давление меньше атмосферного на $\Delta p = \sigma / r$, где $\sigma$ - коэффициент поверхностного натяжения воды.
Если умножим $\Delta p$ на площадь водяного пятна (диска), то получим силу, с которой сжимаются пластины:
$F = \frac{ \pi R^{2} \sigma }{r}$.
Примечание. Если между стеклянными пластинами попадает вода, то для разделения пластин их надо сдвигать в сторону, а не пытаться оттащить друг от друга.