Giải Hoạt động 3 trang 7 SGK Vật lí 12

Lời giải

Tìm các hiện tượng thực tế chứng tỏ giữa các phân tử có lực hút, lực đẩy

Giữa các phân tử luôn đồng thời có lực hút và lực đẩy. Gọi $r$ là khoảng cách giữa các phân tử và $r_0$ là khoảng cách cân bằng:

- Khi $r > r_0$: lực hút chiếm ưu thế.
- Khi $r < r_0$: lực đẩy chiếm ưu thế.
- Khi $r = r_0$: lực hút và lực đẩy cân bằng, hợp lực bằng $0$.

a) Hiện tượng chứng tỏ giữa các phân tử có lực hút

- Khó bẻ gãy, kéo đứt hay kéo dãn vật rắn (thanh kim loại, sợi dây thép...). Muốn tách các phân tử ra xa nhau ($r$ tăng) phải tác dụng một lực đủ lớn, chứng tỏ giữa các phân tử có lực hút giữ chúng lại với nhau.

- Hai thỏi chì ép dính nhau: Mài nhẵn, phẳng mặt tiếp xúc của hai thỏi chì rồi ép sát vào nhau thì chúng dính chặt, muốn tách phải dùng lực khá lớn. Khi hai mặt lại gần tới cỡ khoảng cách phân tử, lực hút giữa các phân tử hai thỏi chì xuất hiện và kéo chúng dính lại. (Đây là thí nghiệm kinh điển trong SGK.)

- Giọt nước, giọt thủy ngân co lại thành hình cầu, và chất lỏng, chất rắn giữ được thể tích xác định — nhờ lực hút giữa các phân tử.

b) Hiện tượng chứng tỏ giữa các phân tử có lực đẩy

- Chất rắn và chất lỏng rất khó nén: Dù ép với lực rất lớn, thể tích của nước hay thép hầu như không đổi. Khi các phân tử bị ép lại gần nhau hơn khoảng cách cân bằng ($r < r_0$), xuất hiện lực đẩy chống lại sự nén.

- Nén chất lỏng trong xi lanh bịt kín: Phải tác dụng lực rất lớn mà thể tích gần như không giảm; chính lực đẩy giữa các phân tử ở khoảng cách gần đã cản lại.

Kết luận: Khi các phân tử ở xa nhau ($r > r_0$) thì lực hút chiếm ưu thế nên vật khó bị kéo dãn, tách rời; khi các phân tử ở quá gần nhau ($r < r_0$) thì lực đẩy chiếm ưu thế nên vật khó bị nén lại.

Đáp số