Svar:
Kapillärkraften är resultatet av adhesion (kraft mellan två olika ämnen t.ex. glas och vatten) och ytspänning. Adhesionen mellan vattnet och rörets väggar (se figuren) orsakar en uppåtriktad kraft på vätskan vid väggen. Ytspänningen vill minimera den fria vattenytan, så den orsakar att hela vattenpelaren lyfts upp. Ju smalare rör desto mer dominerar adhesionskraften över vattenpelarens tyngd. Vattnet stiger alltså högre ju smalare röret är. Se vidare Kapillärkraft.

Ett exempel
på motsatt effekt är kvicksilver i glasrör. Medan vattnets yta i ett
smalt rör buktar synligt "nedåt" (kanterna kryper upp på glasväggarna)
gör kvicksilver tvärtom; det bildar istället en liten bula uppåt. Kvicksilverpelaren trycks alltså neråt.

Försök: Häll lite vatten i en bägare och fyll den med sand. Vad händer med vattnet? Vad har detta för konsekvenser ute i naturen?

Se även länk 1, ytspänning, kapillaritet, kapillärkraft och Capilary_action.

Vad bestämmer höjden på vätskepelaren?

(Vi följer i första hand framställningen i länk 1.) Lyftkraften ges av

F_kapillär = T2pr

T är specifika kapillärkraften (T=gcosq där g är ytspänningen och q är kontaktvinkeln vätska-rörvägg. Det är alltså genom ett q större än 90 grader som man får en negativ lyftkraft som t.ex. trycker ner kvicksilverpelaren, se Capilary_action.

2pr är omkretsen av röret (längden på gränslinjen vätska-rör).

Om höjden på vätskepelaren är h är volymen hpr². Med densiteten r blir den nedåtriktade kraften

F_tyngd = rhpr²g

Om vi för jämvikt sätter de båda krafterna lika får vi

T2pr = rhpr²g dvs

h = 2T/(rgr)

För vatten och glasrör är T = 0.0684 J/m (Capilary_action). Höjden blir alltså

h = 0.14/(100010r) m = 1.410^-5/r

För radien r = 0.1 mm = 0.0001 m blir höjden

h = 1.410^-5/0.0001 = 0.14 m = 140 mm

/Peter E 1998-12-15

Svar:
En intressant och klassisk fråga! Newton skulle svarat ja på frågan (han ansåg världen vara deterministisk, DeterminismQuantum_mechanics_and_classical_physics),
men i dag vet vi att det finns två begränsningar: kaos och kvantmekanik.

Kaos: i praktiken kan man inte bestämma alla atomers exakta position, det finns alltid en osäkerhet. Om systemet är komplicerat,
så händer det ofta att om man ändrar begynnelsevärdena med mindre än
osäkerheten, så blir utvecklingen av systemet helt olika. Man säger
att man har ett "kaotiskt system". Detta kallas i meteorologin för "fjärilseffekten", och är anledningen till att man inte kan förutsäga väder för längre tid än ungefär 10 dagar, se länk 1. Nedan visas ett exempel på ett kaotiskt system kallat Lorenz_attractor. Se Chaos_theory för mer om kaotiska system.

Kvantmekanik: Heisenbergs obestämdhetsrelation förbjuder att man
bestämmer till exempel läge och hastighet (egentligen rörelsemängd) hos en partikel med stor noggrannhet. Detta var den del av kvantmekaniken som Einstein inte gillade och förde många diskussioner med Niels Bohr om. Senare experiment har visat att Einstein hade fel, se fråga [1513]. Se vidare Heisenberg_uncertainty_principle och OsäkerhetsprincipenTolkningar.

/Peter Ekström 1999-06-27

Svar:
Nej, det är enligt nuvarande teorier inte möjligt - gravitationen kan inte skärmas bort som till exempel en elektrisk laddning. Detta är anledningen till att den i princip mycket svaga gravitationskraften blir dominerande när det gäller universums struktur och himlakroppars rörelser.
/Peter Ekström 1999-06-27