Физика, 8 класс

Задача относится к физике 8 класса. Разберём её шаг за шагом.

Дано:

• коэффициент поверхностного натяжения γ = 22 мН/м = 0.022 Н/м
• плотность жидкости ρ = 800 кг/м³
• радиус отверстия пипетки r = 0.6 мм = 0.0006 м
• ускорение свободного падения g ≈ 9.81 м/с²
• упомянут факт, что пациент принимает 20 капель, но для одной капли это не нужно (мы можем посчитать и для 20 капель в конце).

1. Сила капиллярного натяжения против веса капли Капля отсоединяется, когда вес капли равен силe капиллярного натяжения на окружности отверстия: m g = 2 π r γ

2. Масса одной капли m = (2 π r γ) / g

3. Объём одной капли mass = ρ V, значит V = m / ρ

4. Подстановка чисел

• 2 π r γ = 2 · π · (0.0006 м) · (0.022 Н/м) ≈ 8.29 × 10^–5 Н
• g = 9.81 м/с²
• m = (8.29 × 10^–5) / 9.81 ≈ 8.45 × 10^–6 кг
• V = m / ρ ≈ (8.45 × 10^–6 кг) / (800 кг/м³) ≈ 1.06 × 10^–8 м³

5. Переводы единиц

• Объём V ≈ 1.06 × 10^–8 м³ = 1.06 × 10^–8 × 10^6 см³ = 1.06 × 10^–2 см³ ≈ 0.0106 см³
• Это же в мЛ: 0.0106 мЛ ≈ 10.6 мкЛ

6. Результаты для одной капли

• масса одной капли ≈ 8.5 × 10^–6 кг = 8.5 мг
• объём одной капли ≈ 1.06 × 10^–8 м³ ≈ 10.6 мкл

7. Для 20 капель (если нужно)

• масса 20 капель ≈ 20 × 8.45 × 10^–6 кг ≈ 1.69 × 10^–4 кг ≈ 0.169 г
• объём 20 капель ≈ 20 × 1.06 × 10^–8 м³ ≈ 2.12 × 10^–7 м³ ≈ 0.212 мЛ

Ответ:

• масса одной капли ≈ 8.45 mg
• объём одной капли ≈ 10.6 μL
• если взять 20 капель: масса ≈ 0.169 g, объём ≈ 0.212 mL

Примечание: параметр про 20 капель не влияет на расчёт одной капли, но можно использовать его, чтобы получить суммарные значения для 20 капель.