Cos'è Surface Force?
La forza superficiale, più comunemente indicata come tensione superficiale, è l'unica spinta verso l'alto che la superficie di un liquido può esercitare su un oggetto. Questa forza è la ragione per cui piccoli insetti, come i ragni d'acqua, sembrano camminare sull'acqua. Rende anche possibili sport come il surf e lo sci d'acqua. La forza superficiale si verifica perché le molecole o le minuscole particelle che compongono un liquido tendono a bloccarsi l'una con l'altra sulla superficie, creando uno strato sottile che ha una densità leggermente superiore rispetto al resto del liquido.
La tensione superficiale o la forza superficiale dell'acqua è abbastanza forte da spingere gli oggetti verso l'alto, permettendo loro di galleggiare. Ciò può essere osservato posizionando con cura una piccola graffetta di metallo sulla superficie di un bicchiere d'acqua, riempita fino in cima. Poiché la densità della graffetta è maggiore della densità dell'acqua, ci si può aspettare che affondi. Con un po 'di attenzione nel posizionamento e una certa conoscenza della forza superficiale, tuttavia, ciò non accadrà. Se la graffetta viene fatta cadere sulla superficie in modo che l'estremità penetri attraverso la barriera invisibile, affonderà, quindi fai attenzione quando posiziona la graffetta.
Numerosi fattori possono ridurre la forza superficiale dell'acqua, come un aumento della temperatura. All'aumentare della temperatura dell'acqua, la forza della superficie diminuisce. L'aggiunta di sapone all'acqua può anche ridurre la tensione superficiale. Il sapone rompe la presa che le molecole d'acqua hanno l'una sull'altra, permettendo all'acqua di entrare più facilmente in contatto con oggetti come piatti sporchi. L'aggiunta di una singola goccia di sapone a un bicchiere d'acqua con una graffetta galleggiante farà immediatamente sprofondare l'oggetto ed è una conclusione affermativa dell'esperimento menzionato in precedenza.
La ragione per cui la tensione superficiale può essere chiamata forza superficiale è spiegata dalla definizione fisica della parola forza. In fisica, una forza è definita come una spinta o una trazione esercitata su un oggetto. Quando si posiziona una graffetta sull'acqua, la gravità la abbassa. Quando la tensione superficiale dell'acqua è abbastanza forte, tuttavia, l'acqua può spingere verso l'alto la graffetta con la stessa forza che la gravità la sta tirando giù, permettendo all'oggetto di galleggiare. Questo è un esempio di forze bilanciate: la graffetta non affonda né spara dalla superficie, ma si appoggia semplicemente lì.