Взаимодействие молекул воды на поверхности не позволяет капле упасть под действием гравитации. Главная сила, которая удерживает каплю на поверхности, — это поверхностное натяжение. Давайте разберемся, как это работает.
Поверхностное натяжение
Поверхностное натяжение — это явление, при котором на границе раздела двух сред происходят силы межмолекулярного притяжения. Молекулы воды на поверхности испытывают нетто-притяжение к молекулам ниже их уровня, но не равномерное притяжение в боковые стороны. Это создает поверхностное натяжение, которое делает поверхность воды по сути натянутой 'пленкой'.
Формирование капли
В капле вода стремится минимизировать свою поверхность из-за действия сил поверхностного натяжения. При этом образуется сферическая форма, поскольку сфера имеет наименьшую площадь поверхности на заданный объем. Поэтому капля сохраняет свою форму и не падает.
Силы, влияющие на каплю
- Гравитация давит на каплю, но она компенсируется вышеперечисленными силами.
- Когезия — это сила, возникающая внутри жидкости за счёт молекулярного привлечения, она в этом случае оказывается сильнее, чем воздействия, смешивающие силы на периферии капли.
Заключение
Суммарное воздействие этих сил выводит каплю в состояние равновесия и она не падает, оставаясь на поверхности благодаря поверхностному натяжению. Это характерно для небольших капель, поскольку с увеличением размеров массив капли может оказывать большее давление на поверхность, и в конечном итоге дополнительные силы (как, например, гравитация) могут привести к растеканию или падению капли.
Категория: Физика
Теги: поверхностное натяжение, жидкости, капли воды