הסבר התלמיד:

לאחר התלבטויות רבות ונסיונות רבים, החלטתי לצלם תמונה אשר תתאר את המושג הפיזיקלי- "מתח פנים". בחרתי לשלב בין תחום הצילום לבין תחום הפיזיקה-שאת שניהם אני אוהב ומשקיע בהם הרבה מזמני. מתח הפנים הוא משהו שרובנו רואים בחיי היום-יום שלנו אך לא מודעים אליו. לדוגמא-בועות סבון, התנהלות הנוזלים וגופים צפים.

התמונה שצילמתי מתארת את מתח הפנים. הגוף (עלה) צף על פני המים כאשר המים "מפנים" לו מקום. המים לא עולים על שטח הפנים שלו והם רק מסביבו. המתח הוא תוצר של הכוחות אשר מתקיימים בין מולקולות הנוזל. מאזן הכוחות במולקולות המים הוא 0. מנגד,כאשר נסתכל על מולקולה דומה אשר נמצאת על פני השטח של טיפת המים נגלה כי המולקולה הפנימית מפעילה עליה כוח כלפי פנים, לכן מה שמאזן אותם הוא ההתנגדות לדחיסה.

שמה של התמונה הוא "דברים שרואים מכאן, לא רואים משם" הוא מכיוון שרובנו לא שמים לב למתח הפנים. אך כאשר הסתכלתי דרך עדשת המצלמה מקרוב גיליתי כי הדבר הוא מיוחד ותופעה מעניינת ומיוחדת מאוד. בכדי להיות בטוח כי מתח הפנים מתקיים לא רק עם עלה, ביצעתי את אותו הניסיון אך עם גוף אחר.

גם כאן גיליתי כי הגוף צף. לכן מתח הפנים פועל גם כאן.

עוד על מתח פנים

בכל נוזל כוחות בין מולקולאריים יגרמו למולקולות הנוזל להמשך זו לזו. כוחות אלה ידועים בשם "כוחות מלכדים" (cohesive forces) בתוך הנוזל מולקולה מוקפת מכל הכיוונים במולקולות אחרות ולכן כוחות המשיכה מבטלים זה את זה והכוח השקול על מולקולה כזו הוא אפס. לעומת זאת, על מולקולה הנמצאת על פני המשטח המפריד בין הנוזל לבין תווך אחר, כמו אוויר למשל, פועלים כוחות המשיכה רק כלפי מולקולות הנוזל ולכן שקול הכוחות הפועלים עליה יהיה כלפי פנים הנוזל (ראו איור).

כתוצאה מכך מתנהגת השכבה החיצונית של הנוזל כמו קרום מתוח, בדומה להתנהגות של בלון מלא, הנוטה לצמצם את שטח הפנים שלו. שינוי במתח הפנים, בדומה לניפוח או התכווצות של בלון, משנה את האנרגיה האלסטית של פני הנוזל.

אפשר אם כן להגדיר את מתח הפנים על ידי תוספת האנרגיה (בג'אולים) הדרושה כדי להגדיל את שטח פני הנוזל ביחידה אחת (מטר רבוע).

תוצאת ההתנגשות בין טיפת נוזל הנופלת ופוגעת במשטח של נוזל תלויה במהירות הפגיעה ובמאפייני מתח הפנים של הטיפה ושל הנוזל. ההתנגשות של טיפת נוזל עם משטח של נוזל יכולה להסתיים בכך שהטיפה תצוף על פני הנוזל, תקפץ מפני הנוזל, להיטמע בפני הנוזל או להתנפץ על פניו.