Давление под изогнутой поверхностью жидкости До сих пор мы считали поверхностную плёнку жидкости плоской. Теперь представим,
что она изогнута. Так как плёнка стремится сократиться, как растянутая резина, ясно, что в случае а)
плёнка оказывает положительное добавочное давление на жидкость,
а в случае б) – отрицательное добавочное давление. Найдём величину этого
добавочного давления. Пусть мы имеем часть выпуклой поверхности жидкости в виде части сферы. Тогда на
каждый элемент ∆ℓ действует сила по касательной к поверхности ∆F = α ∆ℓ.
Разложим силу на составляющие, тогда ∆F1 = ∆F Sin β ∆F2 = ∆F Cos β Сумма всех сил Σ ∆F2 = 0, а сумма всех сил ∆F1 равна: F = Σ ∆F1 = Σ ∆F Sin β = Σ α ∆ℓ (r / R) = α (r / R) Σ ∆l = α 2 π r2 / R Эта сила прижимает сегмент по площади π r2, значит ∆p = F / (π r2) = α 2π r2 / (π r2 R) = 2α / R Вот эту формулу мы и хотели получить. Совершенно ясно,
что для вогнутой поверхности будет ∆p = – 2α / R В общем случае, когда, например, поверхность имеет двоякую кривизну
(седлообразная поверхность) можно написать общую формулу: ∆p = α (1 / R1 + 1 / R2) Эта формула называется формулой Лапласа. Нужно учитывать только,
что в этом случае R1 > 0 R2 < 0 Из формулы Лапласа тогда вытекают, как частные случаи, формулы для
выпуклой (∆p = 2α / R) и вогнутой (∆p = – 2α / R) поверхностей.
|