소금쟁이가 물에 뜨는 이유. 물의 표면장력

소금쟁이가 물에 뜨는 이유. 물의 표면장력

 

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소금쟁이 다리에 기름 성분이 있고, 기름은 물보다 비중이 낮기 때문에,

소금쟁이는, 일단, 물에 뜰 수 있습니다.

그러나 아무리 가벼운 소금쟁이라도 질량이 있기 때문에, 물 표면을 누르게 됩니다.

이때 아무런 힘(작용)이 없다면, 소금쟁이도 결국 물에 빠지게 될 겁니다.

 

그런데,

물 분자는 아주 강한 수소결합을 할 수 있기 때문에,

물의 표면장력(표면적을 최소화하려는 힘) 또한 매우 강합니다.

 

소금쟁이가 물 표면을 누르면, 평평한 수면이 오목하게 들어가서 물의 표면적이 증가하게 됩니다.

이때 물의 표면장력은, 반대로, 물의 표면적을 감소시키려 합니다.

 

결국, 적정선에서 이들 두 힘 사이에 균형이 이루어지기 때문에,

수면은 더 이상(더 많이) 오목해지지 않고,

소금쟁이는 물에 계속 떠 있을 수 있게 되는 것입니다.

 

 

[ 그림 출처: commons.wikimedia.org ]