لماذا تتخذ قطرة الماء الشكل الكروي ؟



كما نعرف أن جميع الجزيئات في
هذا الكون في حركة مستمرة ، وبالتالي عند حدوث أي اختلال في ترتيب
الجزيئات ، تبادر بدورها في محاولة تعديل هذه الخلل .


و تلعب المسافة بين الجزيئات مع بعضها البعض دوراً مهماً في تحديد حرية الحركة للجزيئات المكونة للمادة .



أقسام المادة :


· الغازات : المسافة بين الجزيئات تكون كبيرة ، وبالتالي فإنها حرة الحركة بشكل واسع .
· السوائل : المسافة بين الجزيئات كبيرة نسبياً ، لذلك لها قابلية للحركة بشكل سلس .
· المواد الصلبة : تكون الجزيئات متقاربة نوعاً ما ، لذا لا نلحظ لها حركية بالعين المجردة .


قبل أن نجيب عن تساؤلنا ، يتوجب علينا تعريف الظاهرة المسببة للتشكيل الكروي لبعض السوائل



ظاهرة التوتر السطحي


هذه الظاهرة تحدث عندما يختل توازن الجزيئات الموجودة على سطح السائل ، و بالتالي تميل إلى جذب بعضها البعض بشكل أفقي .





في الشكل أعلاه قدمت أسهل مثال وهو الماء
كما نرى ، فإن الجزيء الموجود في قلب المادة ،
خاضع لأربع قوة مؤثرة ( كل قوتين متساويتين في المقدار و متعاكستين في
الاتجاه ) ، وبالتالي فهذا الجزيء في حالة مستقره أو ثابتة نوعاً ما .




مقارنة بالجزيء الموجود على سطح المادة ، فإنه
يتأثر بثلاث قوى ، القوتين الأفقية متعادلة ، بينما القوة العمودية إلى
الأسفل تسبب اختلال في توازن هذا الجزيء ، وبالتالي يخضع لتأثير إلى
الأفقية ، مما يؤدي إلى حدوث ظاهرة التوتر السطحي ( أو الشد السطحي ) .


والآن يمكننا أن نفسر بسهولة ماهية الشكل الكروي لقطرة الماء .!!





كما رأينا في الشكل أعلاه أن قطرة الماء ككل ،
تخضع لتأثير القوى الوسطية ( أي قوى الجذب نحو الوسط ) وبالتالي تتخذ
شكلاً كروياً بحيث يحوي على أقل مساحة معرضة للتأثر بالبيئة الحولية .






لمحة :


نلاحظ تكون الشكل المخروطي لقطرة الماء عند أول
نزولها من الصنبور ، حيث أنها تحاول شيئاً فشيئاً تقليل مساحة السطح
المعرض بزيادة الشد السطحي .




أمثله من الطبيعة :


قطرات الندى على وريقات الورد الشمعية
قطرات الماء على السطوح الزجاجية ( النافذة .. كأس الماء .. زجاج السيارة ... الخ )
تمكن بعض الحشرات من الوقوف على سطح البرك المائية

العقو

مشكورة على التصفح بارك الله فيك