| Feladat: | 2328. fizika feladat | Korcsoport: 16-17 | Nehézségi fok: átlagos |
| Megoldó(k): | Ágoston Kolos , Nagy Judit , Szabó Péter , Szörényi Zsófia | ||
| Füzet: | 1989/április, 183 - 184. oldal |  PDF | MathML |
|
| Témakör(ök): | Felületi feszültségből származó erő, Felületi feszültségből származó energia, Feladat | ||
| Hivatkozás(ok): | Feladatok: 1988/október: 2328. fizika feladat | ||
|
A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Ha elvégezzük a kísérletet, a következőket tapasztaljuk:  1. A használt pénzdarab úszik a víz felszínén. 2. A mosogatószerrel alaposan megtisztított pénzdarab általában elsüllyed. 3. Az üvegedény falához közeledve az érme eltaszítódik a faltól. 4. A bezsírozott falú edényben az érme a falhoz közeledve odatapad. 5. Tiszta falú edénybe több piszkos pénzdarabot helyezve, azok az edény közepe táján hamar ,,egymásra találnak'', és a lehető legszorosabban összetapadnak. A fentieket a következőképpen magyarázhatjuk: A pénzdarab, bár fajsúlya többszöröse a vízének, mégis úszik, mert a kerülete mentén ható, felületi feszültségből eredő erő fenntartja. Természetesen ez az erő csak akkor tud érvényesülni, ha a víz nem nedvesíti a fémpénzt. Ekkor a víz felülete a pénzdarab körül olyan, mint az 1. ábrán látható. Ha a pénzt alaposan megtisztítjuk, akkor már nedvesíti a víz, így az 1. ábrán látható ,,völgy'' nem tud kialakulni; az érme elsüllyed.  A víz az üveget jól nedvesíti, ezért az edény falánál a 2. ábrán látható ,,lejtő'' alakul ki. Az érmék, amikor az edény falához közelednek, ezen a ,,lejtőn'' csúsznak vissza. Ha az üveg zsíros, akkor azt már nem nedvesíti a víz, ezért a 3. ábrának megfelelő lejtő alakul ki. Ezen a pénzdarabok lecsúsznak a falig, és ottmaradnak. Több megoldó megemlítette ugyanezt az effektust a teljesen megtöltött edény esetében; ekkor is egy domború felület jön létre.  Több pénzdarabot a vízfelületre helyezve, vonzást tapasztalunk köztük. Ezt magyarázhatjuk az 1. ábra alapján azzal, hogy minden érme maga körül egy völgyet alakít ki, és egy másik ezen a ,,lejtőn'' lecsúszik hozzá. (Persze a folyamat a két érmére nézve szimmetrikus, tulajdonképpen egymás lejtőjén csúsznak le.) Ugyanezt a jelenséget egy másik oldalról megközelítve, azt is mondhatjuk, hogy a vízfelület minimális felszínre törekszik, hiszen a felületi feszültségből származó potenciális energiája a felszínnel arányos. Mivel két pénzdarab közeledésekor azok ,,völgyei'' átfedésbe kerülnek, így ekkor az összfelszín csökken. Tehát az érmék, hogy minimalizálják a szabad vízfelület felszínét, a lehető legszorosabban összetapadnak. A legszorosabb összetapadás a 4. ábrán látható módon valósul meg, amikor az érmék középpontja egy háromszögrácsot alkot.  Szörényi Zsófia (Győr, Gárdonyi G. Ált. Isk. 8. o. t.) dolgozata alapján |