안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
물 분자들이 서로를 끌어당기는 힘에서 시작해요. 물방울 안쪽 분자는 사방에서 이웃 분자들이 골고루 당겨주니 편안한 상태인데, 표면에 있는 분자는 바깥쪽에 이웃이 없어서 안쪽으로만 당겨져요. 표면 분자는 안쪽 분자보다 에너지가 높은 불안정한 자리에 있는 거예요. 그래서 물은 표면에 놓이는 분자 수를 최대한 줄이려 하고, 이게 표면적을 최소화하려는 경향으로 나타나요.
구형이 되는 이유가 여기서 나와요. 같은 부피를 담을 때 표면적이 가장 작은 도형이 구예요. 정육면체든 납작한 원반이든 다른 어떤 모양도 구보다 표면이 넓어요. 그러니 물이 표면 분자를 최소로 만들려면 구 모양으로 뭉치는 게 유일한 정답인 셈이에요. 사람들이 추울 때 몸을 웅크려 바깥에 노출되는 면적을 줄이는 것과 같은 논리예요. 비눗방울도 마찬가지로, 비누막이 안쪽 공기를 감싸면서 가장 적은 막 면적으로 버티는 모양이 구라서 둥글게 되는 거예요.
지구에서 물방울이 완벽한 구가 아닌 건 중력 때문이에요. 큰 물방울은 무게에 눌려 납작해지고 떨어지는 빗방울은 아래가 평평한 빵 모양이 돼요. 반면 우주정거장에서 물을 흘리면 중력 간섭이 없으니 완벽한 구슬처럼 둥둥 떠다녀요. 물방울이 작을수록 무게보다 표면장력이 우세해서 이슬처럼 작은 방울은 지구에서도 거의 완벽한 구를 이루고요 :)