1.毛細管力 (表面張力):
毛細管を水中に置くと、水分子間の凝集力(凝集力)と水とチューブの材質との接着力(接着力)により、水が内部で上昇します。これらの力により、正味の上向き毛管力が生じます。
2.重力 (水柱の重さ):
チューブ内で水が上昇すると、重力により水柱の重量が増加します。この重力は下向きに作用し、上向きの毛管力に対抗します。
3.平衡:
ある時点で、上向きの毛管力は下向きの重力と等しくなります。この平衡状態は、水柱が重力に逆らってそれ以上上昇できなくなったときに到達します。
水柱の平衡高さは、チューブの半径、水の表面張力、水の密度、および水とチューブの接触角によって決まります。
要約すると、表面張力による上向きの毛細管力が、水柱の重量による下向きの重力と釣り合うと、毛細管内での水の上昇は止まります。