41,753 Views
Favorite
เมื่อสังเกตแหล่งน้ำธรรมชาติ เช่น คู หนองทั่วไป จะเห็นกายกรรมของจิงโจ้น้ำบนผิวน้ำที่เล่นสไลเดอร์ไปมาบนผิวน้ำ และมีแมลงอื่น ๆ ที่ร่วมแสดง คำถามคือ แมลงเหล่านี้เคลื่อนบนผิวน้ำได้อย่างไร ?
ปกติถ้าน้ำลวดเสียบกระดาษวางบนผิวน้ำลวดจะจมน้ำ ดังรูปซ้าย เนื่องจากลวดทำด้วยเหล็กที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ ตามหลักการลอย - จมของวัตถุ แต่ถ้าใครที่มือนิ่งพอ เมื่อวางลวดแล้วลวดจะลอย แต่ต้องวางในแนวราบและค่อย ๆ วาง ถ้ามีความนิ่งไม่พอ มีตัวช่วยคือ ใช้กระดาษทิชชูวางในแนวราบ กระดาษจะเปียกน้ำแต่ลอยอยู่ดังรูป แล้ววางลวดหนีบกระดาษลงไปบนกระดาษทิชชูเมื่อเขี่ยให้กระดาษทิชชูจมลงไปลวดหนีบกระดาษจะลอยได้ ดังรูป
สมบัติของของเหลวที่ทำให้ลวดลอยน้ำได้คือ ความตึงผิว (Surface tension) ความตึงผิวของของเหลวจะทำให้เกิดแรงกระทำที่ผิวน้ำเป็นแรงระหว่างโมเลกุลของน้ำที่ผิวน้ำซึ่งดึงกันและกันไว้ มีผลทำให้ผิวน้ำราบเรียบและตึง เรียกว่า แรงดึงผิว (Surface tension force) เป็นแรงที่พยายามยึดผิวของของเหลวไว้ไม่ให้แยกหรือฉีกขาดจากกัน การทดลองโดยใช้โครงลวดรูปตัวยูจุ่มในน้ำสบู่แล้วดึงเส้นลวดตรงไปทางขวา ดังรูป จะแสดงให้เห็นฟิล์มสบู่ที่ถูกขึงออกไปซึ่งแสดงแรงดึงผิวได้ชัดเจน
แรงดึงผิวของของเหลวจะมีทิศขนานกับผิวของของเหลวและตั้งฉากกับขอบที่ของเหลวสัมผัส สังเกตจากห่วงด้ายรูปซ้ายที่อยู่ในฟิล์มสบู่กับรูปขวาที่ฟิล์มในห่วงด้ายถูกเจาะ
ความตึงผิวของของเหลวจะมีค่าดังนี้
เมื่อ F = แรงดึงผิว (N)
L = ความยาวของผิวสัมผัสกับของเหลว (m)
เมื่อน้ำหนักของแมลงที่อยู่บนผิวน้ำหรือลวดหนีบกระดาษหรือวัตถุใด ๆ ก็ตามมีค่าน้อยกว่าแรงดึงผิวจะสามารถอยู่บนผิวน้ำหรือผิวของของเหลวได้โดยไม่จม
