Một vòng nhôm mỏng khối lượng 5,7 g được treo vào một lực kế lò xo

* Hướng dẫn giải

Muốn kéo vòng nhôm bứt khỏi mặt thoáng của nước thì cần tác dụng lên nó lực F hướng thẳng đứng lên trên và có cường độ nhỏ nhất bằng tổng trọng lực P của vòng nhôm và lực căng bề mặt $F_c$ của nước :

F = P + $F_c$

Vì mặt nước tiếp xúc với cả mặt trong và mặt ngoài của vòng nhôm nên lực căng bề mặt $F_c$ có độ lớn bằng :

$F_c$ = $\sigma$($\pi$D + $\pi$d) ≈ $\sigma$2$\pi$D

với D là đường kính ngoài và d là đường kính trong của vòng nhôm mỏng. Bỏ qua độ dày của vòng nhôm và coi gần đúng :

d ≈ D hay D + d ≈ 2D.

Từ đó suy ra: F≈ P + $\pi$2$\pi$D.

Thay số, ta tìm được :

F = 5,7.${10}^{-3}$.9,8 + 72.${10}^{-3}$.2.3,14.40.${10}^{-3}$ ≈ 74.${10}^{-3}$ N.