Два лёгких тела, оба смачиваемые или оба не смачиваемые водой, плавая на поверхности воды, притягиваются друг к другу. Если же одно тело смачивается водой, а другое не смачивается, то тела будут отталкиваться. Объясните это явление.
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Два одинаковых тела. Пусть оба смачиваемые: около каждого вода поднята. Когда тела сближаются, два «валика» сливаются в один общий — суммарная площадь искривлённой поверхности уменьшается, и поднятой воды становится меньше. И поверхностная энергия, и энергия тяжести при этом падают, значит тела притягиваются ✓. Для двух несмачиваемых всё зеркально: сливаются две «ямки», и энергия опять падает ✓.
Через давление. Между сближающимися смачиваемыми телами вода поднята выше общего уровня, а значит давление в ней меньше атмосферного. Снаружи давление атмосферное. Разность давлений вжимает тела друг в друга ✓.
Разные тела. Около одного вода поднята, около другого опущена. Чтобы их менисками «состыковаться», поверхности пришлось бы сначала подняться, потом резко опуститься — искривление и площадь при сближении растут. Энергия растёт, значит тела отталкиваются ✓.
Куда они уплывут. Смачиваемое тело у стенки, которую вода смачивает, притянется к стенке (там вода тоже поднята); несмачиваемое — оттолкнётся. Поэтому пузырьки в стакане сбегаются к краям, а плавающие чаинки — к центру или к стенке в зависимости от формы мениска.