Пример решения задачи №95.
В опыте, изображенном на рис. 25-1, длина подвижной перемычки I — 4 см. Какую работу А надо совершить, чтобы переместить ее на расстояние х = 1 см? Мыльная пленка, натянутая на проволочный каркас, имеет поверхностное натяжение = 40 мН/м.
Решение:
1-й способ. Производимая внешней силой F работа А определяется произведением модуля этой силы на модуль перемещения перемычки х и на косинус угла ос между направлениями силы и перемещения:
По третьему закону Ньютона внешняя сила F равна по модулю силе поверхностного натяжения приложенной к перемычке со стороны мыльной пленки:
Поскольку направления силы и перемещения перемычки одинаковы, угол .
С учетом этого, подставив (2) в (1), получим
2-й способ. Совершенная внешней силой F работа А равна увеличению поверхностной энергии пленки :
Здесь — изменение площади пленки. Тогда — результат тот же.
Переведем все единицы в СИ: 4 см = 0,04 м,
Произведем вычисления:
Ответ: Дж.