Kas ir virsmas spēks?

Ūdens virsmas spraigums vai virsmas spēks ir pietiekami spēcīgs, lai virzītu objektus uz augšu, ļaujot tiem peldēt. To var novērot, rūpīgi uzliekot nelielu metāla saspraudi uz ūdens glāzes virsmas, piepildīta līdz augšai. Tā kā saspraudes blīvums ir lielāks par ūdens blīvumu, ir sagaidāms, ka tas nogrims. Tomēr ar nelielu rūpību par izvietojumu un zināmām zināšanām par virsmas spēku tas nenotiks. Ja papīra saspraude tiek nomesta uz virsmas tā, ka gals izduras cauri neredzamajai barjerai, tā nogrims, tāpēc uzmanieties, novietojot saspraudi.

Vairāki faktori var samazināt ūdens virsmas spēku, piemēram, temperatūras paaugstināšanās. Paaugstinoties ūdens temperatūrai, virsmas spēks samazinās. Ziepju pievienošana ūdenim var arī samazināt virsmas spraigumu. Ziepes izjauc ūdens molekulu saķeri viena ar otru, ļaujot ūdenim vieglāk nonākt saskarē ar priekšmetiem, piemēram, netīriem traukiem. Pievienojot vienu pilienu ziepju glāzei ūdens ar peldošu papīra saspraudi, objekts uzreiz nogrims, un tas ir apstiprinošs beigas iepriekš minētajam eksperimentam.

Iemesls, kāpēc virsmas spraigumu var saukt par virsmas spēku, ir izskaidrojams ar vārda spēka fizisko definīciju. Fizikā spēku definē kā grūdienu vai vilkšanu, kas iedarbojas uz objektu. Kad saspraude tiek uzlikta uz ūdens, gravitācija velk saspraudi uz leju. Tomēr, ja ūdens virsmas spraigums ir pietiekami spēcīgs, ūdens var uzspiest papīra saspraudi uz augšu ar tādu pašu spēku, kādu gravitācija velk uz leju, ļaujot objektam peldēt. Šis ir līdzsvarotu spēku piemērs — saspraude nedz nogrimst, nedz izšaujas no virsmas, bet vienkārši turas.