2017-11-12
Опыт Плато (шаровая капля одной жидкости плавает внутри другой жидкости, имеющей такую же плотность) иногда объясняют так: сила тяжести капли уравновешивается архимедовой силой, и поэтому капля принимает форму шара.
Если большую каплю воды поместить на горизонтальную парафиновую пластинку, то сила тяжести капли будет также уравновешиваться реакцией опоры. Однако капля примет приплюснутую форму. Как объяснить этот парадокс?
Решение:
На каплю в опыте Плато действуют две системы сил: силы тяжести, приложенные к каждой частице капли (дающие равнодействующую, приложенную к центру тяжести капли), и силы давления окружающей жидкости, приложенные ко всей поверхности капли (дающие равнодействующую, также приложенную к центру тяжести капли). Из факта уравновешивания этих сил вытекает лишь равновесие капли в жидкости, но не ее форма. А шаровую форму капле придают силы поверхностного натяжения.
Реакция пластинки приложена не ко всей поверхности капли, а лишь к части ее. Сила тяжести и реакция опоры сжимают каплю так, чтобы в пределе она приняла вид мономолекулярной пленки, нанесенной на парафиновую пластинку. Но этому препятствуют силы поверхностного натяжения. Поэтому капля принимает приплюснутую форму.