¿Qué es la fuerza superficial?
La fuerza superficial, más comúnmente conocida como tensión superficial, es el empuje hacia arriba único que la superficie de un líquido puede ejercer sobre un objeto. Esta fuerza es la razón por la cual pequeños insectos, como los zancudos, parecen caminar sobre el agua. También hace posible deportes como el surf y el esquí acuático. La fuerza superficial se produce porque las moléculas o partículas diminutas que forman un líquido tienden a bloquearse entre sí en la superficie, formando una capa delgada que es ligeramente más alta en densidad que el resto del líquido.
La tensión superficial o la fuerza superficial del agua es lo suficientemente fuerte como para empujar objetos hacia arriba, lo que les permite flotar. Esto se puede observar colocando cuidadosamente un pequeño clip de papel metálico en la superficie de un vaso de agua, lleno hasta la parte superior. Dado que la densidad del clip es mayor que la densidad del agua, es de esperar que se hunda. Sin embargo, con un poco de cuidado en la colocación y cierto conocimiento de la fuerza superficial, esto no sucederá. Si el clip se deja caer sobre la superficie de manera que el extremo atraviese la barrera invisible, se hundirá, así que tenga cuidado al colocar el clip.
Varios factores pueden disminuir la fuerza superficial del agua, como un aumento de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura del agua, disminuye la fuerza superficial. Agregar jabón al agua también puede disminuir la tensión superficial. El jabón rompe el agarre que las moléculas de agua tienen entre sí, permitiendo que el agua entre en contacto más fácilmente con objetos como platos sucios. Agregar una sola gota de jabón a un vaso de agua con un clip de papel flotante hará que el objeto se hunda al instante y es un final afirmativo para el experimento mencionado anteriormente.
La razón por la cual la tensión superficial se puede llamar fuerza superficial se explica por la definición física de la palabra fuerza. En física, una fuerza se define como un empuje o un tirón ejercido sobre un objeto. Cuando se coloca un clip en el agua, la gravedad tira del clip hacia abajo. Sin embargo, cuando la tensión superficial del agua es lo suficientemente fuerte, el agua puede empujar el sujetapapeles hacia arriba con la misma fuerza que la gravedad lo empuja hacia abajo, permitiendo que el objeto flote. Este es un ejemplo de fuerzas equilibradas: el clip no se hunde ni sale disparado de la superficie, sino que simplemente descansa allí.