Задание №19 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Космонавт, находящийся в невесомости на космическом корабле, выдавил из тюбика жидкость. Какую форму приняла жидкость? Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
1. Физическое явление. В условиях невесомости на жидкость не действует сила тяжести (точнее, она скомпенсирована силами инерции), поэтому вес жидкости равен нулю. В такой ситуации определяющую роль начинают играть силы поверхностного натяжения.
2. Действие сил. Молекулы на поверхности жидкости стремятся сократить площадь свободной поверхности до минимума. Это происходит из-за того, что молекулы внутри жидкости притягиваются соседями со всех сторон, а молекулы на поверхности испытывают результирующую силу, направленную внутрь объёма жидкости.
3. Геометрическое обоснование. Из курса геометрии известно, что при заданном объёме минимальную площадь поверхности имеет шар. Следовательно, под действием сил поверхностного натяжения жидкость будет стремиться принять форму, при которой её поверхность минимальна.
4. Вывод. Поскольку внешние силы (сила тяжести) не деформируют каплю, она примет идеальную сферическую форму (форму шара).
Ответ: Жидкость примет форму шара. В состоянии невесомости на жидкость действуют только силы поверхностного натяжения, которые стремятся минимизировать площадь её поверхности, а минимальную площадь при фиксированном объёме имеет шар.
Источник: ФИПИ