Капля воды удерживается в трубке с круглым сечением благодаря силам поверхностного натяжения. Найдите максимальную массу капли m, если диаметр трубки d = 1 см. Поверхностное натяжение воды 0,073 Н/м, ускорение свободного падения 10 м/с², π ≈ 3,14. Ответ укажите в граммах, округлив до сотых.

Капля удерживается в трубке благодаря силе поверхностного натяжения, которая действует по окружности контакта воды с краем трубки.

Сила поверхностного натяжения определяется формулой:

где:
$\sigma =0,073\text{Н/м}$ — коэффициент поверхностного натяжения воды,
$l$ — длина линии контакта капли с трубкой.

Так как трубка имеет круглое сечение, длина окружности:

Диаметр трубки:

Тогда:

Сила поверхностного натяжения:

В момент отрыва капли сила тяжести равна силе поверхностного натяжения:

Отсюда масса капли:

Переведем в граммы:

Округляем до сотых:

Максимальная масса капли воды равна 0,23 г.