Что такое поверхностная сила?

Поверхностная сила, чаще называемая поверхностным натяжением, является уникальным движением вверх, которое поверхность жидкости может оказывать на объект. Эта сила - причина, по которой крошечные насекомые, такие как водные насекомые, похоже, ходят по воде. Это также делает возможным такие виды спорта, как серфинг и катание на водных лыжах. Поверхностная сила возникает из-за того, что молекулы или крошечные частицы, составляющие жидкость, имеют тенденцию сцепляться друг с другом на поверхности, создавая тонкий слой, плотность которого немного выше, чем у остальной жидкости.

Поверхностное натяжение или поверхностная сила воды достаточно сильны, чтобы толкать объекты вверх, позволяя им плавать. Это можно наблюдать, аккуратно поместив небольшую металлическую скрепку для бумаг на поверхность стакана с водой, заполненного сверху. Поскольку плотность скрепки больше плотности воды, можно ожидать, что она опустится. Однако с небольшой осторожностью в размещении и некоторыми знаниями о силе на поверхности этого не произойдет. Если скрепка для бумаг упадет на поверхность, и конец пробьет невидимый барьер, он утонет, поэтому будьте осторожны при установке скрепки.

Ряд факторов может уменьшить поверхностную силу воды, например, повышение температуры. По мере повышения температуры воды сила поверхности уменьшается. Добавление мыла в воду также может снизить поверхностное натяжение. Мыло разрушает связь между молекулами воды, позволяя воде легче контактировать с такими предметами, как грязная посуда. Добавление одной капли мыла в стакан с водой с помощью плавающей скрепки мгновенно приведет к погружению объекта, и это положительный конец эксперимента, упомянутого ранее.

Причина, по которой поверхностное натяжение можно назвать поверхностной силой, объясняется физическим определением слова сила. В физике сила определяется как толчок или притяжение, оказываемое на объект. Когда скрепка для бумаг помещается в воду, сила тяжести тянет скрепку вниз. Когда поверхностное натяжение воды достаточно велико, вода может подтолкнуть скрепку вверх с той же силой, что сила тяжести тянет его вниз, позволяя объекту плавать. Это пример уравновешенных сил - скрепка не тонет и не отрывается от поверхности, а просто лежит там.