Для расчёта работы, необходимой для изменения диаметра мыльного пузыря, мы можем использовать формулу для работы, совершаемую при изменении поверхностного натяжения:
$$ A = \Delta S \cdot \sigma $$
где:
- $A$ - работа,
- $\Delta S$ - изменение поверхностной площади,
- $\sigma$ - коэффициент поверхностного натяжения для мыльного раствора.
Поверхностная площадь сферы (такой формы, как у мыльного пузыря) вычисляется как $S = 4\pi r^2$, где $r$ - радиус сферы. Поскольку в нашем случае диаметр изменяется, мы можем выразить радиус через диаметр: $r = d/2$.
Изменение поверхностной площади при увеличении диаметра с 10 мм до 15 мм будет равно разности площадей двух сфер с соответствующими радиусами. Подставив значения радиусов в формулу для площади сферы и вычислив разность, мы можем найти $\Delta S$.
Значение коэффициента поверхностного натяжения для мыльного раствора обычно составляет около $0.025$ Н/м (Ньютон на метр), хотя это может варьироваться в зависимости от конкретного состава раствора.
Подставив найденное значение $\Delta S$ и значение $\sigma$ в формулу для работы, мы можем вычислить необходимую работу.