表面張力で困っています。

質問

表面張力について理解に苦しんでいるところがあります。

いろいろ調べてみると、表面張力は単位長さあたりにはたらく力で表現されています。

コインを水面に浮かべた場合、コインにかかる表面張力は（単位長さあたりにはたらく力）×（円周）で求められていました。

しかし、水とコインは面で接しているので、円周上にはたらく表面張力以外に、コインの面にも力がはたらくような気がします。

どう解釈したら良いのでしょうか。

お願いします。

回答No.2

htms42

１円硬貨は水に浮かすことが出来ます。
表面張力が原因であると言われています。
でも実際は表面張力だけではありません。
硬貨の裏側にも力が働いています。
これは水の圧力（浮力）です。
硬貨が沈み込むことによって浮力が生じているのです。
計算してもらうと分かりますが硬貨の周囲の長さから求めた表面張力の大きさだけでは硬貨の重さ（質量は１ｇです）を支えることが出来ません。

回答No.1

jamf0421

表面張力は面内での力で、面内の単位長さの線分に対して大きさが同じで互いに反対方向に働く力です。単位はN/mでありますが、Nm/m^2=J/m^2ですから、単位面積あたりのエネルギーとも解釈できます。
さて質問者さんが問題にしているコインの面は、空気の側の表面（固体と気体の界面）と水の側の表面（固体と水の界面）ですが、これらについての表面張力は面内での力で上下方向には働きません。