2016-11-27
Вычислить давление жидкости под ее сферической поверхностью радиуса $R$, вызванного силами поверхностного натяжения. Коэффициент $\sigma$ известен.
Решение:
Воспользуемся приемом, аналогичным примененному в задаче 1444.
Разрежем мысленно сферу на две равные части. На жидкость верхней полусферы действуют две силы: вверх — сила давления со стороны жидкости нижней полусферы $P \pi R^{3}$ ($P$ — давление в жидкости) и вниз — сила поверхностного натяжения $2 \pi R \sigma$. Поскольку жидкость верхней полусферы находится в состоянии равновесия, имеем:
$P \pi R^{2} = 2 \pi R \sigma$,
откуда окончательно получаем:
$P = \frac{2 \sigma}{R}$,
Этот же результат можно получить, рассматривая, .например, условие равновесия маленькой квадратной или круглой площадки на поверхности сферы.