Question

Надуйте резиновый шарик или выдуйте мыльный пузырь. Объясните, почему они приобретают шарообразную форму.

Answer 1

Еще одна особенность воды – поверхностное натяжение. Простой опыт: если стальную иголку осторожно положить на поверхность воды, то она не тонет. А ведь удельная масса металла значительно больше, чем воды. Молекулы воды связаны силами поверхностного натяжения. Если бы удалось заглянуть внутрь капли, то можно было бы увидеть, что силы, действующие между молекулами, уравновешивают друг друга. Однако на границе вода–воздух силы действуют только с одной стороны и как бы стягивают поверхность жидкости. 
Важную роль начинает играть несимметричная конфигурация молекулы воды. Результат – молекулы Н2О как бы примагничивают друг друга и стремятся втянуться внутрь от поверхностного слоя. Именно поэтому вода всегда принимает шарообразную форму (капли дождя, мыльный пузырь и т. д.) . Две стеклянные пластинки, смоченные водой, удается разъединить только приложив огромные усилия. 

Answer 2

Когда вы надуваете резиновый шарик или выдуваете мыльный пузырь, они принимают шарообразную форму из-за явления, известного как поверхностное натяжение и равновесие сил.

1. Поверхностное натяжение: Это свойство жидкости, при котором молекулы внутри жидкости притягиваются друг к другу силами внутреннего взаимодействия. Однако, молекулы на поверхности жидкости испытывают притяжение только с одной стороны (внутрь жидкости), поскольку нет молекул воздуха сверху. Это создает поверхностное натяжение, которое старается уменьшить площадь поверхности жидкости.

2. Равновесие сил: Когда вы надуваете резиновый шарик или создаете мыльный пузырь, вы создаете внутри них давление, которое превышает атмосферное давление вокруг. Это создает силу, стремящуюся раздвинуть материал в стороны. Однако, поверхностное натяжение стремится уменьшить поверхность шара или пузыря.

В результате этих двух воздействий, шар или пузырь принимают форму, при которой поверхностное натяжение и давление внутри равновесны. Сферическая форма обеспечивает минимальную поверхность при заданном объеме, что соответствует условиям равновесия между силами внутри и силами, действующими на поверхности. Это объясняет, почему шарики и пузыри часто имеют шарообразную форму.