8 (495) 724-93-09
lab.texnika@ya.ru
Машина Атвуда. ФМ-11Установка лабораторная предназначена для исследования равноускоренного прямолинейного движения тел.
С помощью лабораторной установки можно проводить следующие эксперименты:
Состав устройства:
На основание установки закреплена стойка с миллиметровой шкалой.
Сверху установки установлен блок, через который переброшена нить с креплениями для подвешивания наборных грузов.
Блок представляет собой электромагнит, с помощью которого через электронный блок фм 1/1 фиксируется блок.
Снизу крепится кронштейн с фотодатчиком.
Все электропитание подается через электронный блок ФМ1/1 на электромагнит, фотодатчик и так же через ФМ1/1 производится отсчет времени.
Блок электронный (включен в комплект установки).
Блок электронный ФМ1/1 (секундомер) предназначен для проведения лабораторных работ по физике в школах и в высших учебных учреждениях по дисциплине «Физические основы механики».
Технические данные электронного блока ФМ1/1
Отображение измеряемых величин на 3-х и 4-х разрядных индикаторах;
Режим измерения: в цикле или однократно.
Обеспечение проведения опытов по механике на 9 лабораторных установках, так же с помощью ФМ 1/1 можно следить за управлением гироскопом с измерением скорости вращения маховика гироскопа и скорости прецессии;
Питание:
- Напряжение питания — 220В, 50Гц;
- Потребляемая мощность — 30 Вт.
Данные для измерения:
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФМ-11:
Основные технические данные
Стоимость установки в месте с электронным секундомером 70 000 рублей с НДС. Срок отгрузки 15 дней.
входят следующие лабораторные установки:
НАЗНАЧЕНИЕ
Установка лабораторная маятник Максвелла предназначена для проведения лабораторных работ по курсу
«Физика», раздел «Механика», в высших учебных заведениях. Установка также может быть использована
в колледжах, лицеях, техникумах, ПТУ.
Установка отвечает наиболее прогрессивному направлению в реализации современных методов проведения лабораторных работ.
Установка обеспечивает возможность изучения закона сохранения энергии.
Установка помогает обучаемым глубже понять основные физические закономерности и приобрести элементарные навыки проведения экспериментов.
Установка эксплуатируется в помещении при температуре от + 10 С до + 35 С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 С.
Лабораторные и технические характеристики:
Маятник Максвелла. Определение момента инерции тел и проверка закона сохранения энергии.
Относительная погрешность при проведении экспериментов не более 10 %.
Электропитание блока электронного ФМ 1/1 осуществляется от сети переменного тока
Маятник Максвелла:
а) максимальный ход маятника, мм, не менее 350
б) количество сменных колец, шт. 2
в) масса сменных колец, кг 0,18 0,018
0,27 0,027
0,36 0,036
г) абсолютная погрешность измерения хода маятника, мм, не более 2
д) абсолютная погрешность измерения времени раскручивания маятника, мс, не более 5
е) габаритные размеры в сборе, мм, не более:
-длина 250
-ширина 210
-высота 540
ж) масса , кг, не более 6
з) средняя наработка до отказа маятника Максвелла,
циклов, не менее 5000
и) изучение с помощью маятника Максвелла закона сохранения энергии:
1) определение теоретического значения ускорения движения центра тяжести маятника;
2) определение экспериментального значения ускорения движения центра тяжести маятника;
3) определение относительной погрешности полученных значений;
Средняя наработка до отказа, циклов, 5000 циклов
Средний срок службы до списания, лет, 5
Маятник Максвелла представляет собой диск, закрепленный на горизонтальной оси и подвешенный бифилярным способом.
На диск надеваются кольца для того, чтобы можно было менять массу, и, следовательно, момент инерции маятника.
Маятник удерживается в верхнем положении электромагнитом. При выключении электромагнита маятник Максвелла, вращаясь вокруг горизонтальной оси, опускается вертикально вниз с ускорением. При этом выполняется закон сохранения энергии, т.е. потенциальная энергия поднятого маятника переходит в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения.
________________________________________________________________________________________________________
Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может в никуда исчезнуть, она может только переходить из одной формы в другую.
Поскольку закон сохранения энергии относится не к конкретным величинам и явлениям, а отражает общую, применимую везде и всегда, закономерность, то правильнее называть его не законом, а принципом сохранения энергии.
Частный случай — Закон сохранения механической энергии —механическая энергия консервативной механической системы сохраняется во времени. Проще говоря, при отсутствии диссипативных сил (например, сил трения) механическая энергия не возникает из ничего и не может никуда исчезнуть.
Так же у нас есть следующие установки:
Установка лабораторная ФПК 10 предназначена для проведения лабораторных работ по курсу «Квантовая физика» для инженерно-технических специальностей высшей школы.
Лабораторная установка «Изучение законов фотоэффекта и определение постоянной Планка» ФПК-10 позволяет снимать и исследовать вольтамперные характеристики фотоэлементов в широком интервале освещённостей и производить оценку численных значений постоянной Планка.
При проведении лабораторных работ установка может использоваться, как самостоятельно, так и в составе лаборатории «Квантовая физика».
Установка предназначена для эксплуатации в закрытых, сухих, отапливаемых помещениях.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Количество исследуемых фотоэлементов 2-3 шт.
Пределы изменения анодного напряжения, В, от -1,8 В до + 0,5В
Предел измерения анодного напряжения, В -1,999….…1,999
Пределы измерения фототока, мкА, 0.0000….199,9
Погрешности измерения анодного напряжения и фототока от максимальной величины соответствующего предела измерения, %, 4 ± 2 единицы младшего разряда.
Изменение освещенности — плавное, с помощью двух поляризационных светофильтров.
Количество интерференционных светофильтров 5.
Длины волн пропускания светофильтров нм, 4 07 (1), 435(2), 546(3), 570(4), 580(5).
Примечание: в скобках указаны номера светофильтров, указанные на установке.
Тип применяемого осветителя лампа галогенная (50 Вт. 220 В)
Питание установки осуществляется от сети переменного тока частотой 50 ± 0,4 Гц, напряженим 220В.
Потребляемая мощность, ВА, 150
Габаритные размеры, мм:
устройства измерительного 250 х 80 х 330
объекта исследования 150 х 250 х 350
Масса установки, кг 8
Средний срок службы, лет 5
Наработка на отказ, часов, 1000
Гироскоп в кардановом подвесе.
В этом приборе имеются три оси вращения, взаимно перпендикулярные и пересекающиеся в одной точке: ось АА1 наружного кольца подвеса, ось ВВ1 внутреннего кольца и ось СС1 ротора гироскопа (ось гироскопа). Гироскоп в кардановом подвесе.
Если общий центр тяжести подвижных частей прибора – ротора и двух колец – совпадает с точкой пересечения трех осей вращения прибора, то гироскоп сохраняет равновесие при любом положении его ротора – равновесие является безразличным. Такой гироскоп называется уравновешенным или астатическим.
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГИРОСКОПА
Если ротор уравновешенного гироскопа не вращается, то достаточно слегка ударить по прибору, чтобы его ось вышла из первоначального положения и начала поворачиваться в соответствии с направлением силы удара. Это движение будет продолжаться, пока силы трения не остановят прибор в каком-то новом равновесном положении. Если же привести ротор гироскопа в быстрое вращение, то реакция его на действие внешних сил будет совершенно иной. Если теперь ударить по гироскопу, то его ось почти не изменит своего положения, и остановится сразу же после прекращения действия силы – ось гироскопа приобрела устойчивость, и эта устойчивость тем больше, чем больше угловая скорость вращения и момент инерции ротора. Изменится и направление движения оси: если к вращающемуся гироскопу приложить пару сил, стремящихся повернуть его около оси, перпендикулярной к оси его вращения, то он станет поворачиваться около третьей оси, перпендикулярной к первым двум. В этом и заключается так называемый гироскопический эффект.
Эти, парадоксальные на первый взгляд, свойства гироскопа могут быть поняты на основании следующего рассмотрения. Представим себе для простоты гироскоп в виде кольца KLMN, неизменно связанного с осью ОО’ (рис. 12.2) и вращающегося вокруг этой оси в направлении, указанном стрелкой.
Действие пары сил на гироскоп.
При поворачивании оси ОО’ в плоскости рисунка на малый угол j, она займет положение О1О1’, а кольцо KLMN перейдет в положение K1LM1N. При этом линейные скорости вращения всех точек кольца, кроме точек K и M, изменят свои направления. В точках K и M векторы скорости сместятся лишь параллельно самим себе: изменения для них равны нулю. Для точек L и N изменение скорости будет наибольшим, причем для точки L вектор будет направлен вниз, а для точки N – вверх. Для промежуточных точек кольца численные изменения скорости будут лежать в пределах от 0 до , причем для всей половины кольца KLM эти изменения направлены вниз, а для всей половины кольца MNK – вверх. Чтобы вызвать такие изменения скоростей, к оси надо приложить пару сил F и F’, лежащих в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа. Таким образом, для того, чтобы повернуть ось вращения гироскопа ОО’ вокруг направления LN, нужно приложить пару сил, стремящихся повернуть его вокруг перпендикулярного направления KM; гироскоп стремится расположить ось своего вращения таким образом, чтобы она образовывала возможно меньший угол с осью вынужденного вращения и чтобы оба вращения совершались в одном и том же направлении.
Действие пары сил на гироскоп.
Силы, приложенные к связям, удерживающим ось, равны силам F и F’, но направлены в противоположные стороны. Они носят название гироскопических сил.
Чтобы получить количественное соотношение между силами, действующими на гироскоп, и изменением положения его оси, рассмотрим движение волчка, опирающегося на горизонтальную подставку в точке О и вращающегося вокруг своей оси ОО’ с угловой скоростью w). Пусть в некоторый момент времени волчок занимает наклонное положение, как показано на рисунке, и его ось составляет с вертикалью угол j. На волчок действует пара сил FF’ с моментом M (сила тяжести и реакция опоры, трением мы пренебрегаем), стремящаяся наклонить его ось еще больше. Благодаря гироскопическому эффекту ось отклоняется в перпендикулярном направлении, в результате чего волчок не падает, а начинает вращаться вокруг вертикальной оси OZ так, что его ось описывает коническую поверхность. Такое движение называется прецессией.
Найдем связь между угловой скоростью прецессии и моментом сил М. Момент количества движения волчка равен (12.1)
где I — его момент инерции относительно оси ОО’. Вектор направлен по оси волчка. (Равенство (12.1) не вполне точно, так как волчок участвует одновременно в двух вращательных движениях – вращении вокруг своей оси и прецессии около оси OZ. Но так как скорость прецессии невелика, ее влиянием на величину и направление вектора можно пренебречь). Согласно правилу моментов скорость изменения момента количества движения равна моменту внешних сил, действующих на волчок:
За бесконечно малый промежуток времени вектор получает перпендикулярное себе приращение
лежащее в горизонтальной плоскости. Следовательно,.
Но есть, очевидно, угловая скорость прецессии .(Заметим, что, так как момент сил в нашем случае – величина постоянная, то постоянной будет и угловая скорость прецессии). Подставив в последнее выражении, получим:
а, учитывая векторный характер величин, можем написать. (12.2)
По этой формуле можно определить величину и направление угловой скорости прецессии, если известен момент сил, действующих на гироскоп. Из формулы (12.2) также видно, что момент сил определяет не угловое ускорение (как это было для невращающегося гироскопа), а угловую скорость прецессии. Значит, как только внешнее воздействие прекращается (), ось гироскопа останавливается. Если воздействие было кратковременным, то ось успеет повернуться только на очень малый угол. Таким образом, видно, что гироскоп приобрел устойчивость.
Схема установки
В нашей работе телом гироскопа служит электромотор 1 с маховиком 2, укрепленный на одном конце массивного стержня 3. На другом конце стержня имеется противовес 4, предназначенный для создания свободной уравновешенной системы относительно горизонтальной оси и получения момента внешних сил, вызывающих прецессию гироскопа. Прецессия гироскопа вызывается смещением противовеса вдоль стержня. Таким образом, момент сил, вызывающих прецессию, M равен разности моментов, создаваемых противовесом в неуравновешенном и уравновешенном состояниях, , где m – масса противовеса вместе с контргайкой, – плечо уравновешенного, а – плечо неуравновешенного гироскопа. Скорость вращения гироскопа и скорость прецессии определяются блоком управления.
Выполнение работы
При помощи регулировочных опор основания 5 по уровню гироскопа отрегулировать положение основания.Передвигая противовес 4, добиться того, чтобы система находилась в положении равновесия. С помощью штангенциркуля измерить расстояние от конца стержня 3 до ближайшей плоскости противовеса. Убедиться в том, что ось невращающегося гироскопа смещается по направлению действующих сил. При помощи кнопок блока управления включить электродвигатель гироскопа, установить скорость 6000 об/мин. Убедиться в отсутствии прецессии.Сместить противовес на несколько делений в любую сторону. При помощи штангенциркуля измерить расстояние от конца стержня до ближайшей плоскости противовеса l1.
Определить Dl1 по формуле: (12.3)
Включить электродвигатель и с помощью таймера блока определить время t1 поворота прецессирующего гироскопа на угол 180 градусов. Определить скорость прецессии по формуле: (12.4)Повторить измерения периода прецессии при нескольких (5-6) скоростях вращения ротора гироскопа w. Силы трения в роторе не дают возможности получать малые скорости вращения. Кроме того, чем больше скорость вращения, тем более устойчив гироскоп. Поэтому рекомендуется проводить измерения при скоростях не меньших, чем 1500 об/мин.Выполнить пп. 3-5 при других смещениях противовеса l (3-4 значения).Определить массу противовеса путем взвешивания.Представить результаты наблюдения графически, откладывая по оси абсцисс частоту , а по оси ординат – произведение . Точки в пределах ошибок наблюдения должны лежать на прямой, параллельной оси абсцисс (для каждого значения M будет своя прямая). Из этих наблюдений определить значение момента инерции гироскопа I.
Установка ФПВ05-3-4 предназначена для проведения лабораторных работ по курсу физики раздел «Оптика» для инженерно-технических специальностей высшей школы.
Установка обеспечивает возможность производить изучение параметров дифракционной решетки с использованием монохроматического излучения полупроводникового лазера.
При проведении лабораторных работ установка может использоваться как самостоятельно , так и в составе лаборатории » Оптика »
Установка предназначена для эксплуатации в закрытых, сухих, отапливаемых помещениях при температуре окружающей среды от +10 ЦЕЛ до +35 ЦЕЛ и относительной влажности воздуха до 80 %.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Оптическую скамью L=1m — 1 шт.;
Набор дифракционных решеток с количеством линий на мм. 50; 75; 300; 600;
Осветитель на полупроводниковом лазере, λ = 640 нм — 1 шт.;
Мощность лазерного излучения осветителя, мВт 5 ± 1;
Сетевой адаптер для питания осветителя — 1 шт.;
Экран с миллиметровой шкалой — 1 шт.;
Электропитание установки от сети переменного тока частотой ,Гц 50 + — 1, напряжением, В 220 (+10 %;-15 %);
Потребляемая мощность, В*А, не более 20;
Габаритные размеры, мм, не более 1000х 200 х 250;
Масса: 6 кг.;
Наработка на отказ, часов, не менее 500;
Средний срок службы: 5 лет.
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ:
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Принцип действия установки состоит в получении на экране дифракционной картины в проходящем свете от дифракционной решетке, освещенной монохроматическим светом полупроводникового лазера.
В состав установки входят: оптическая скамья из алюминиевого профиля с металлической линейкой для отсчета расстояний между оптическими узлами, осветитель на полупроводниковом лазере с λ = 640 нм, набор из 4-х дифракционных решеток и экран.
В состав установки входит сетевой адаптер для полупроводникового лазера, который позволяет регулировать яркость излучения лазера.
Набор дифракционных решеток крепится на держателе с возможностью установки любой из 4-х решеток в рабочее положение.
Установка работает следующим образом. Свет от лазерного осветителя попадает на дифракционную решетку и на экране, расположенном позади неё образуется дифракционная картина в виде ярких максимумов излучения. Расстояние между решеткой и экраном выбирают таким образом, чтобы на экране поместилось по 2 боковых максимума.
Дифракционная картина от монохроматического света, прошедшего через дифракционную решетку, представляет собой ряд светлых линий убывающей интенсивности, расположенных по обе стороны от центральной светлой полосы.
Состав установки:
Лазер с источником питания, бипризмы Френеля, линз, щели с изменяемой шириной, нейтрального светофильтра и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых на оптическую скамью с помощью рейтера.
На поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.
Бипризма Френеля представляет собой две призмы с малыми преломляющими углами, сложенные основаниями. Свет от щели преломляется и в бипризме делится на два перекрывающихся пучка исходящих от мнимых изображений щели, являющихся когерентными источниками. Так же за бипризмой в области пересечения пучков наблюдается интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ УСТАНОВКИ:
Длина оптической скамьи, мм 1200
Высота оптической оси, над опорной плоскостью скамьи, мм 230
Цена деления линейки, мм 1
Ширина раскрытия щели, мм 0-4
Расстояние от плоскости щели до оси стойки, мм 9
Цена деления линеек скамьи и экранов, мм 1
Фокусное расстояние линзы (справ.) 35
Показателем преломления стела призмы 1,5183
Длина волны лазерного излучения, мкм 0,63
Питание осуществляется от сети переменного тока 220В 50Гц
Потребляемая мощность, ВА, 35
Габаритные размеры установки мм, 1300х300х400
Общая масса, кг, не более 17
Лабораторная установка предназначена для изучения работы устройства и принципа действия ее, а так же технические
характеристики, указания по эксплуатации и другие сведения, необходимые для обеспечения полного использования ее технических и педагогических возможностей.
НАЗНАЧЕНИЕ
При проведении лабораторных работ установка может использоваться как самостоятельно, так и в составе лаборатории -оптика.
Фокусное расстояние рассеивающих линз определяют по изменению положения фокальной плоскости собирательной линзы.
Установка ФПВ 05-1-10 предназначена для проведения лабораторных работ по курсу физики раздел «Оптика» для инженерно-технических специальностей высшей школы.
Установка обеспечивает возможность построения модели зрительной трубы и определения их увеличения.
Установка предназначена для эксплуатации в закрытых, сухих, отапливаемых помещениях при температуре окружающей среды от +10 ЦЕЛ до +35 ЦЕЛ и относительной влажности воздуха до 80 %.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Установка содержит:
Напряжение, В 220 (+10 %;-15 %)
Потребляемая мощность, В*А, не более 10
Габаритные размеры, мм, не более 1000 х200 х 350
Масса, кг, не более 10
Наработка на отказ, часов, не менее 500
Средний срок службы, лет, не менее 5
курсу физики раздел «Оптика»
ФПВ 03
Установка позволяет определить скорость распространения звуковой волны в воздухе и твердых телах.
Установка ФПВ 03 — выполнена в настольном исполнении и состоит из волновода и резонатора, которые установлены на штативе, и измерительного устройства.
Определение скорости звуковых волн в воздухе основано на измерении длины стоящей волны, которая установлен в волноводе, путем измерения расстояния между источником звука (громкоговоритель) и приемником звука (микрофон) при измерении разности фаз сигналов.
Возможности определения скорости распространения волн в твердых телах основано на резонансном методе. Изменяя частоту генератора, меняют частоту колебаний стержня до получения резонанса.
Основные технические характеристики:
НАЗНАЧЕНИЕ:
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Установка содержит:
частотой , Гц 50 + — 1
напряжением, В 220 (+10 %;-15 %)
Теоретическая часть
Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями и связанных с отклонениями от законов геометрической оптики. Дифракция приводит к огибанию световыми волнами препятствий и проникновению света в область геометрической тени. Различают два случая дифракции света — дифракцию Френеля, или дифракцию в сходящихся лучах, и дифракцию Фраунгофера, или дифракцию в параллельных лучах. Характер дифракции зависит от значения безразмерного параметра:
— дифракция Фраунгофера,
— дифракция Френеля,
— свет распространяется по законам геометрической оптики,
где b — размер препятствия, λ — длина световой волны, L — расстояние от препятствия до экрана наблюдения
Схема наблюдения дифракции Фраунгофера на одной щели Параллельный пучок света от лазера 1 падает нормально на непрозрачную преграду с щелью шириной b. На экране наблюдаются чередующиеся светлые и темные полосы.
В направлениях, удовлетворяющих условиям
min и max интенсивность колебаний результирующего поля соответственно равна нулю (дифракционные минимумы) или максимальна (дифракционные максимумы). Здесь k = 1, 2, 3,… .В направлении наблюдается самый интенсивный центральный максимум нулевого порядка. Ему соответствует 90% всего светового потока, выходящего из щели. Центральный максимум в 2 раза шире побочных максимумов.
Дифракционная решетка. Если плоская монохроматическая волна встречает непрозрачную преграду, содержащую N параллельных щелей шириной b на одинаковом расстоянии d. друг от друга (плоскую дифракционную решетку), то на экране наблюдается более четкая по сравнению с одиночной щелью дифракционная картина — чередующиеся светлые и темные полосы. В направлениях, удовлетворяющих условию
где — постоянная решетки, = 0, 1, 2, 3, …- порядок спектра, наблюдаются дифракционные максимумы (спектры). Между двумя соседними главными максимумами наблюдается N-2 побочных максимума очень слабой интенсивности. Побочные максимумы обуславливают при низком разрешении слабый фон освещенности, на котором проявляются узкие и резкие главные максимумы.На рис. 3 представлена зависимость интенсивности света от синуса угла дифракции при дифракции на решетке с N = 6. Штриховой линией показана картина дифракции на одной щели.
Установка по молекулярной физике предназначена для проведения лабораторной работы «Измерение силы поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца» по курсу «Молекулярная физика и термодинамика» в высших учебных заведениях.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПОРЯДОК РАБОТЫ
Краткие сведения из теории
Жидкости и газы по своим механическим свойствам очень похожи.
Поэтому их часто рассматривают и описывают одинаково, считая сплошными средами, не имеющими структуры.
Но если обратиться к молекулярному устройству жидкостей и газов, то станут очевидными различия, связанные с разным положением молекул в них. В жидкостях расстояние между молекулами гораздо меньше, чем в газах, молекулы «упакованы» значительно плотнее, поэтому имеют место некоторые особенности. Одна из таких особенностей – явление поверхностного натяжения, которое рассматривается в данной лабораторной работе.
Явление поверхностного натяжения заключается в стремлении жидкости сократить площадь своей поверхности. Это явление можно объяснить, основываясь на представлениях о молекулярном строении жидкостей.
На каждую молекулу жидкости со стороны других молекул действуют силы гравитационного притяжения:
F= G·m1·m2/R2
Где G = 6,6725 10-11 м3/(кг с2) – гравитационная постоянная, m1, m2 –массы взаимодействующих молекул; R – расстояние между центрами их масс.
Как видно из (1), силы притяжения между молекулами очень быстро убывают с расстоянием (обратно пропорционально квадрату расстояния между ними). Поэтому, начиная с некоторого «граничного» расстояния этими силами можно пренебречь. Это расстояние имеет величину порядка 10-9 м и называется радиусом молекулярного действия r. Сфера радиуса r называется сферой молекулярного действия.
Итак, каждая молекула подвергается действию сил притяжения со стороны молекул, входящих в сферу молекулярного действия. Но молекулы, находящиеся за пределами этой сферы, не действуют на рассматриваемую молекулу (точнее, действием сил притяжения к ним можно пренебречь). Выделим некоторую молекулу жидкости, окруженную со всех сторон другими молекулами. Силы, действующие на нее, сосредоточатся внутри сферы молекулярного действия Эти силы направлены в разные стороны. А так как количество молекул внутри сферы молекулярного действия очень велико, то силы притяжения рассматриваемой молекулы к ним в целом скомпенсированы, и равнодействующая всех этих сил равна нулю (в этом можно легко убедиться возьмите любую молекулу внутри сферы молекулярного действия и найдите вторую молекулу, расположенную на таком же расстоянии, но с противоположной стороны от рассматриваемой молекулы).
Таким образом, молекула, находящаяся в объеме жидкости не испытывает на себе воздействия со стороны других молекул, так как их суммарное воздействие на рассматриваемую молекулу скомпенсировано.
Совершенно иная картина по сравнению с глубиной жидкости наблюдается на её поверхности. Здесь на любую рассматриваемую молекулу к не будут действовать силы со стороны молекул жидкости, находящихся внутри сферы молекулярного действия. Коренное различие заключается в том, что жидкость находится только с одной стороны от поверхности. С другой стороны находится газ или вакуум. Как уже было отмечено выше, расстояние между молекулами в газе значительно (на несколько порядков) превышает расстояние между молекулами в жидкости. Это
означает, что количество молекул газа, находящихся вблизи границы раздела жидкость – газ и могущих притягивать рассматриваемую молекул, несущественно и их воздействием мы вправе пренебречь. Следовательно, сфера молекулярного действия превращается в полусферу, и равнодействующая молекулярных сил уже не будет равна нулю.
Для того чтобы найти равнодействующую всех сил, действующих на рассматриваемую молекулу на поверхности жидкости, необходимо сложить силы, с которыми рассматриваемая молекула притягивается к каждой молекуле, входящей в сферу молекулярного действия. Для этого каждую такую силу следует представить в виде двух ортогональных составляющих: нормальную к поверхности жидкости и касательную к ней.