推 slavedaeric:感謝您的解說! 06/05 23:20
※ 引述《slavedaeric (太傻)》之銘言：
: 有幾個表面張力的疑問想請教
: 1.一根長為L的細線浮在水面上 其靜力平衡是mg=Tx2L
: 為什麼T的方向是向上?
: 我猜想是因為表面張力的來源 為同種分子的內聚力
: 因此水的表面張力方向應該是向下
: 因此"水面與細線接觸的水分子"受力應該是"向下的表面張力"與"向上的接觸力"
: 此接觸力的大小與表面張力相同 才會平衡
: 所以細線所受的接觸力就是"向下的T"但是mg方向也向下 這樣該如何解釋平衡狀態?
比較嚴謹的題目應該會附接觸角
不過大部分的情況都是把整條線放大當成圓柱來看
而圓柱剛好一半在水面下、一半在水面上
因此水面的延長線正好會通過圓心
而作用於接觸面的表面張力也因此垂直向上
至於向上向下的部份
我會視為水面想要回復成「沒有細線壓著時的情形」
因此表面張力是向上來抵銷上面細線接觸所造成的正向力
這個表面張力並不是細線給予水面的
而是水面受壓迫時的自體反應
因此細線不會受到向下的T
: 2. 一條ㄇ字型的鐵線 利用肥皂泡膜的表面張力掛著另一根細鐵線
: 此時細鐵線的靜力平衡亦為mg=Tx2L
: 但這題的接觸力方向則為向上
: 若用上題的解釋方式就OK
: 因為"與細線接觸的水分子"受力應為"向上的表面張力"與"向下與鐵線的接觸力"
: 因此鐵線所受的接觸力方向應為反作用力而向上
: 接著 我想到另一題 可能也是類似的觀念
: 就是水面上擺著一條細鐵線 與第一題相同
: 受力應為mg=Tx2L
: 但若在鐵線上綁一條細線 把鐵線往上拉 此時的拉力應為F=Tx2L+mg
: T的方向就由原本的向上變成向下
: 關於這樣方向的轉變 有沒有比較合理的解釋方式呢??
: 感謝各位!!
和上面解釋說法相同
水面想要回復成「沒有受到外力變形時的情況」(類似冷次定律的概念)
所以你想往上拉
水面就會施向下的作用力
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