เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่อง ความตึงผิว และความหนืด   1

รายวิชา ฟสิกส 3                                             ประกอบหนวยการเรียนรู
ระดับชั้น มัธยมศึกษาป#ที่ 5
                                                 ใบความรู 3 เรื่อง กลศาสตรของไหล
                              หัวขอเรื่อง ความตึงผิว และความหนืด

ความตึงผิว คือ ความพยายามในการยึดผิวของเหลว
แรงตึงผิวของเหลว คือ แรงที่พยายามยึดของเหลวไว แรงตึงผิวจะมีทิศขนานผิวของเหลวและตั้งฉาก
กับเสนขอบของวัตถุที่สัมผัสของเหลว




                         รู ป ก.                                      รู ป ข.

จากรูปแผ*นฟ,ลม-ของฟองสบู* ในโครงเหล็กรูปสี่เหลี่ยม มีเสนเชือกดังรูป ก. เมื่อใชเข็มแทงตรงกลางของ
เสนเชือกจะทําใหฟองสบู*ดึงเสนเชือกใหมีลักษณะเป5นวงกลมดังรูป ข.


                            หยดของเหลวมักจะมีลักษณะเป5นทรงกลม เนื่องจากตองการใหวัตถุมี
                   ความเสถียรที่สุด      รูปทรงของวัตถุที่มีความเสถียรที่สุดและไม*สามารถเปลี่ยน
                   รูปร*างไดง*าย คือ รูปทรงกลม ดังนั้นแรงตึงผิวจึงดึงผิวของของเหลวใหมีพื้นที่ผิว
นอยที่สุด คือ รูปทรงกลม

การหาคาความตึงผิว

ความตึงผิว      คือ อัตราส*วนของแรงตึงผิวต*อความยาวของผิวของเหลวที่แตะกับวัตถุ
              F                                 F
                                γ       =             , L ความยาวที่สัมผัสวัตถุจะมีสองดาน
             ลวดวงกลม                           L
จะได 2l
                                                      F
                                   γ         =
      ของเหลว                                         2l

ความหนืด           คือ คุณสมบัติของของเหลวในการตานวัตถุที่เคลื่อนที่ในของเหลวนั้น
        วัตถุที่มีความหนืดมาก ก็จะเกิดแรงหนืดนอย เพื่อตานการเคลื่อนที่ของวัตถุในของเหลวนั้น
แต*เราตองออกแรงมาก
        วัตถุที่มีความหนืดนอย ก็จะเกิดแรงหนืดมาก เพื่อใชตานการเคลื่อนที่ของวัตถุในของเหลวนั้น
แต*เราตองออกแรงนอย
เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่อง ความตึงผิว และความหนืด   2

สโตกส คนพบว*า เมื่อวัตถุทรงกลมรัศมี r เคลื่อนที่ในของไหล แรงตานของของไหลเนื่องจากความ
หนืด เป5นสัดส*วนโดยตรงกับอัตราเร็วของทรงกลมตันเทียบกับของไหล

               F     = 6 πη r v           สมการของสโตกส-
               F     α v        จะไดว*า แรงหนืดของของเหลว แปรผันตามความเร็วสุดทายของ
       วัตถุในของเหลว
                          1
               η α             จะไดว*า ความหนืดของของเหลว แปรผกผันกับความเร็วสุดทาย
                          v
               ของวัตถุในของเหลว

ใบความรู้ 3

  • 1.
    เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่องความตึงผิว และความหนืด 1 รายวิชา ฟสิกส 3 ประกอบหนวยการเรียนรู ระดับชั้น มัธยมศึกษาป#ที่ 5 ใบความรู 3 เรื่อง กลศาสตรของไหล หัวขอเรื่อง ความตึงผิว และความหนืด ความตึงผิว คือ ความพยายามในการยึดผิวของเหลว แรงตึงผิวของเหลว คือ แรงที่พยายามยึดของเหลวไว แรงตึงผิวจะมีทิศขนานผิวของเหลวและตั้งฉาก กับเสนขอบของวัตถุที่สัมผัสของเหลว รู ป ก. รู ป ข. จากรูปแผ*นฟ,ลม-ของฟองสบู* ในโครงเหล็กรูปสี่เหลี่ยม มีเสนเชือกดังรูป ก. เมื่อใชเข็มแทงตรงกลางของ เสนเชือกจะทําใหฟองสบู*ดึงเสนเชือกใหมีลักษณะเป5นวงกลมดังรูป ข. หยดของเหลวมักจะมีลักษณะเป5นทรงกลม เนื่องจากตองการใหวัตถุมี ความเสถียรที่สุด รูปทรงของวัตถุที่มีความเสถียรที่สุดและไม*สามารถเปลี่ยน รูปร*างไดง*าย คือ รูปทรงกลม ดังนั้นแรงตึงผิวจึงดึงผิวของของเหลวใหมีพื้นที่ผิว นอยที่สุด คือ รูปทรงกลม การหาคาความตึงผิว ความตึงผิว คือ อัตราส*วนของแรงตึงผิวต*อความยาวของผิวของเหลวที่แตะกับวัตถุ F F γ = , L ความยาวที่สัมผัสวัตถุจะมีสองดาน ลวดวงกลม L จะได 2l F γ = ของเหลว 2l ความหนืด คือ คุณสมบัติของของเหลวในการตานวัตถุที่เคลื่อนที่ในของเหลวนั้น วัตถุที่มีความหนืดมาก ก็จะเกิดแรงหนืดนอย เพื่อตานการเคลื่อนที่ของวัตถุในของเหลวนั้น แต*เราตองออกแรงมาก วัตถุที่มีความหนืดนอย ก็จะเกิดแรงหนืดมาก เพื่อใชตานการเคลื่อนที่ของวัตถุในของเหลวนั้น แต*เราตองออกแรงนอย
  • 2.
    เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟสิกส เรื่องความตึงผิว และความหนืด 2 สโตกส คนพบว*า เมื่อวัตถุทรงกลมรัศมี r เคลื่อนที่ในของไหล แรงตานของของไหลเนื่องจากความ หนืด เป5นสัดส*วนโดยตรงกับอัตราเร็วของทรงกลมตันเทียบกับของไหล F = 6 πη r v สมการของสโตกส- F α v จะไดว*า แรงหนืดของของเหลว แปรผันตามความเร็วสุดทายของ วัตถุในของเหลว 1 η α จะไดว*า ความหนืดของของเหลว แปรผกผันกับความเร็วสุดทาย v ของวัตถุในของเหลว