¿Por qué una pequeña gota de mercurio toma una forma esférica, mientras que las gotas más grandes son planas?

La misma razón por la que las gotas de agua hacen lo mismo. Para gotas pequeñas, la tensión superficial es alta y el tirón de la gravedad es bajo.

Pero cuando se hace más grande, el área de superficie aumenta en un cuadrado de radio, mientras que el volumen aumenta en un cubo de radio. Entonces, la fuerza que lo aplana aumenta más rápido que la fuerza que lo empuja.

El mercurio es una molécula bastante pesada. No soy un experto, pero imagino que es un acto de equilibrio entre la tensión superficial y el peso de la gota que intenta aplanarla.

Para una pequeña gota, la tensión superficial gana, pero a medida que la gota gana masa, llega un punto crítico donde la tensión superficial no es lo suficientemente fuerte como para mantener una forma esférica, por lo que la gota se aplana.

En el caso de pequeñas gotas de mercurio, la energía potencial gravitacional es insignificante en comparación con la energía potencial debido a la tensión superficial. En consecuencia, para mantener la caída en equilibrio, la superficie de la gota de mercurio tiende a contraerse de modo que su área de superficie sea la menor. para una esfera y las gotas serán esféricas.

Pero en el caso de gotas más grandes de mercurio, la energía potencial debido a la gravedad es predominante sobre la energía potencial debido a la tensión superficial. En consecuencia, para mantener el equilibrio, la gota de mercurio tiende a asumir la energía potencial mínima posible, la gota se vuelve ovalada en forma y centro de gravedad inferior.

Entonces, las gotas pequeñas de mercurio son esféricas y las gotas más grandes tienen forma ovalada.

Hay dos tipos de fuerzas que actúan sobre la gota. 1. Fuerzas de tensión superficial, que tienden a hacer que la gota se convierta en una bola, donde tiene su energía superficial más baja.

2. Fuerzas gravitacionales, que tienden a aplanarlo, para hacer que su GPE sea lo más pequeño posible.

Para las gotas pequeñas, la tensión superficial domina, pero para las gotas grandes y pesadas, la gravedad domina.

El anuncio es bastante simple y directo. Piensa en términos de fuerzas de cohesión y masa de la gota.
En una pequeña gota de mercurio, las fuerzas de cohesión entre la molécula de mercurio pueden retener y soportar la masa de la gota.
Pero para una gran caída, las fuerzas de cohesión no son lo suficientemente fuertes como para soportar la masa de la caída y, por lo tanto, se vuelve casi plana.
Espero haber respondido la pregunta.
He respondido la pregunta a lo mejor de mi conocimiento.
Cualquier sugerencia, correcciones son bienvenidas.

cuando la tensión superficial del material es más fuerte que la gravedad, se adherirá a sí misma de manera uniforme (en una esfera), pero una vez que se agregue suficiente masa, se volverá demasiado pesada para mantenerla, y por lo tanto se aplana

Gravedad.