Hvad er overfladekræft?

Overfladekraft, mere almindeligt benævnt overfladespænding, er den unikke skub, der er opad, som en væskeoverflade kan udøve på en genstand. Denne kraft er grunden til, at små insekter, såsom vandstriders, ser ud til at gå på vandet. Det muliggør også sport såsom surfing og vandski. Overfladekraft opstår, fordi molekylerne eller små partikler, der udgør en væske, har en tendens til at låse sig på hinanden ved overfladen, hvilket skaber et tyndt lag, der er lidt højere i densitet end resten af ​​væsken.

Vandets overfladespænding eller overfladekraft er stærk nok til at skubbe genstande op, så de kan flyde. Dette kan iagttages ved omhyggeligt at placere en lille metalpapir på overfladen af ​​et glas vand fyldt til toppen. Da tætheden af ​​papirclippet er større end vandtætheden, kan det forventes, at det synker. Med lidt omhu i placering og en vis viden om overfladekraft, vil dette dog ikke ske. Hvis papirclippet falder ned på overfladen, så enden stikker gennem den usynlige barriere, synker den, så vær forsigtig, når du placerer papirklemmen.

Et antal faktorer kan mindske overfladekraften af ​​vand, såsom en stigning i temperaturen. Efterhånden som vandets temperatur stiger, falder overfladekraften. Tilsætning af sæbe til vandet kan også mindske overfladespændingen. Sæbe bryder det greb, som vandmolekyler har på hinanden, så vandet lettere kan komme i kontakt med genstande som beskidte skåle. Tilføjelse af en enkelt dråbe sæbe til et glas vand med en flydende papirclips får øjeblikkeligt objektet til at synke, og det er en bekræftende afslutning på det tidligere nævnte eksperiment.

Årsagen til overfladespænding kan kaldes overfladekraft forklares ved den fysiske definition af ordet kraft. I fysik defineres en kraft som et skub eller træk, der udøves på et objekt. Når en papirclips er placeret på vand, trækker tyngdekraften papirklemmen ned. Når vandets overfladespænding er stærk nok, kan vandet imidlertid skubbe papirklemmen op med den samme mængde kraft, som tyngdekraften trækker det ned, så objektet kan flyde. Dette er et eksempel på afbalancerede kræfter - papirclippet hverken synker eller skyder ud af overfladen, men hviler ganske enkelt der.