แรงพื้นผิวคืออะไร?

แรงตึงผิวหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าแรงตึงผิวคือแรงกดขึ้นที่ไม่เหมือนใครซึ่งพื้นผิวของของเหลวสามารถออกแรงบนวัตถุ แรงนี้เป็นสาเหตุของแมลงตัวเล็ก ๆ เช่นสไตรเดอร์น้ำดูเหมือนว่าจะเดินบนน้ำ มันยังทำให้กีฬาเช่นเล่นกระดานโต้คลื่นและสกีน้ำได้ แรงผิวเกิดขึ้นเนื่องจากโมเลกุลหรืออนุภาคเล็ก ๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นของเหลวมักจะล็อคเข้าหากันที่พื้นผิวทำให้ชั้นบาง ๆ ที่มีความหนาแน่นสูงกว่าของเหลวส่วนที่เหลือเล็กน้อย

แรงตึงผิวหรือแรงของน้ำบนพื้นผิวมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะผลักวัตถุขึ้นทำให้พวกมันลอยได้ สิ่งนี้สามารถสังเกตได้โดยการวางคลิปหนีบกระดาษโลหะเล็ก ๆ ไว้บนพื้นผิวของแก้วน้ำที่เติมลงไปด้านบน เนื่องจากความหนาแน่นของคลิปหนีบกระดาษมากกว่าความหนาแน่นของน้ำจึงอาจคาดว่าจะจม ด้วยความระมัดระวังเล็กน้อยในการจัดวางและความรู้เกี่ยวกับแรงพื้นผิวบางอย่างนี้จะไม่เกิดขึ้น หากคลิปหนีบกระดาษนั้นหล่นลงบนพื้นผิวดังนั้นปลายเจาะทะลุสิ่งกีดขวางที่มองไม่เห็นมันจะจมดังนั้นระวังเมื่อวางคลิปหนีบกระดาษ

มีหลายปัจจัยที่สามารถลดแรงผิวของน้ำเช่นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้นแรงของพื้นผิวจะลดลง การเติมน้ำสบู่อาจทำให้แรงตึงผิวลดลง Soap หยุดการยึดที่โมเลกุลของน้ำมีต่อกันทำให้น้ำสามารถสัมผัสกับวัตถุต่าง ๆ เช่นจานสกปรกได้ง่ายขึ้น การเพิ่มสบู่เพียงหยดเดียวลงในแก้วน้ำที่มีคลิปหนีบกระดาษลอยอยู่จะทำให้วัตถุจมลงในทันทีและเป็นจุดสิ้นสุดของการยืนยันที่กล่าวถึงการทดลองก่อนหน้านี้

เหตุผลแรงตึงผิวสามารถเรียกได้ว่าแรงผิวถูกอธิบายโดยการนิยามทางกายภาพของคำว่าแรง ในวิชาฟิสิกส์แรงถูกกำหนดให้เป็นแรงผลักหรือดึงที่กระทำกับวัตถุ เมื่อคลิปหนีบกระดาษวางอยู่บนน้ำแรงโน้มถ่วงจะดึงคลิปหนีบกระดาษลง เมื่อแรงตึงผิวของน้ำมีความแข็งแรงเพียงพอ แต่น้ำสามารถดันคลิปหนีบกระดาษขึ้นได้ด้วยแรงเท่ากันที่แรงโน้มถ่วงดึงลงมาทำให้วัตถุลอยได้ นี่คือตัวอย่างของแรงที่สมดุล - คลิปหนีบกระดาษไม่จมหรือยิงออกจากพื้นผิว แต่ก็วางอยู่ตรงนั้น