La force de surface, plus communément appelée tension de surface, est la poussée vers le haut unique que la surface d’un liquide peut exercer sur un objet. Cette force est la raison pour laquelle de minuscules insectes, tels que les arpenteurs d’eau, semblent marcher sur l’eau. Il permet également des sports tels que le surf et le ski nautique. La force de surface se produit parce que les molécules ou les minuscules particules qui composent un liquide ont tendance à se bloquer les unes sur les autres à la surface, créant une fine couche légèrement plus dense que le reste du liquide.
La tension superficielle ou la force superficielle de l’eau est suffisamment forte pour pousser les objets vers le haut, leur permettant de flotter. Ceci peut être observé en plaçant soigneusement un petit trombone en métal sur la surface d’un verre d’eau, rempli jusqu’en haut. Étant donné que la densité du trombone est supérieure à la densité de l’eau, on peut s’attendre à ce qu’il coule. Avec un peu de soin dans le placement et une certaine connaissance de la force de surface, cependant, cela ne se produira pas. Si le trombone tombe sur la surface de sorte que l’extrémité perce la barrière invisible, il coulera, alors faites attention lorsque vous placez le trombone.
Un certain nombre de facteurs peuvent diminuer la force de surface de l’eau, comme une augmentation de la température. Lorsque la température de l’eau augmente, la force de surface diminue. L’ajout de savon à l’eau peut également diminuer la tension superficielle. Le savon brise l’emprise que les molécules d’eau ont les unes sur les autres, permettant à l’eau d’entrer plus facilement en contact avec des objets tels que la vaisselle sale. L’ajout d’une seule goutte de savon dans un verre d’eau avec un trombone flottant fera instantanément couler l’objet et constitue une fin affirmative à l’expérience mentionnée précédemment.
La raison pour laquelle la tension superficielle peut être appelée force superficielle s’explique par la définition physique du mot force. En physique, une force est définie comme une poussée ou une traction exercée sur un objet. Lorsqu’un trombone est placé sur l’eau, la gravité tire le trombone vers le bas. Cependant, lorsque la tension superficielle de l’eau est suffisamment forte, l’eau peut pousser le trombone vers le haut avec la même force que la gravité le tire vers le bas, permettant à l’objet de flotter. Ceci est un exemple de forces équilibrées – le trombone ne coule ni ne jaillit de la surface, mais y repose simplement.