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Cambio de presión?

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    Buenos días

    Tengo algunas dudas sobre algo que se me ocurrió pensar al ver un anuncio.

    Supongamos una pecera redonda con un pez dentro. Si giro la pecera, entiendo que el pez ni se entera, porque el agua permanece igual (olvidándonos del leve movimiento de arrastre que podría producirse en las paredes por la fricción).

    Pero si la pecera es rectangular, pienso que al girar la bañera, como el agua sube y baja, se formaría una onda de presión y el pez notaría el giro, ¿no?

    Sin en vez de agua hay aire y en lugar de un pez hay un aparato capaz de notar el más leve cambio de presión que se produjera: ¿notaría también ése giro?

    ¿Y si en la pecera hiciéramos el vacío? ¿Lo notaría?

    Demasiado al Este es Oeste

  • #2
    Hola ,la onda de presión sólo se manifiesta cuando hay aceleración angular y cuando hay materia en el interior de la pecera.
    Cuando la pecera gira a velocidad angular constante lo único que la diferencia de estar estática es en el menisco que se forma en la superficie por la fuerza centrípeta.
    Por lo que si el pez está en el centro de la pecera no tendría que notar variación en alguna pero si se aleja del centro hacia los bordes tiene que notar la aceleración centrípeta.
    En el caso que el fluido sea aire los cambios son muchos más lentos , las ondas de presión son mucho menos veloces y mas suaves por ser un fluido compresible el equilibrio se obtiene más lento y él pez notaría la onda de presión en la caja cuadrada

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    • #3
      Gracias por la respuesta, Richard. Entiendo lo de la fuerza centrípeta, aunque no había pensado en ella.

      Igual estoy diciendo una tontería, pero supongamos que tengo una pecera cuadrada (aunque entiendo que si fuera rectangular daría lo mismo).

      Está en posición vertical frente a mis ojos, con algunos lados paralelos al suelo y otros perpendiculares al suelo. Si comienzo a girarla, llega un momento (45 grados) en el que el agua no va de lado a lado del cuadrado, sino de vértice a vértice. La distancia de lado a lado del cuadrado es menor que de vértice a vértice, por tanto, con los giros del cuadrado, la superficie del agua va siendo mayor y menor alternativamente. Supongo que éso genera ondas dentro de la pecera y que el pez lo notaría aunque estuviera en el centro. ¿Estoy equivocado?

      Gracias y un saludo.
      Demasiado al Este es Oeste

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      • #4
        Hola a tod@s.

        En un recipiente cilíndrico lleno de líquido, si hacemos girar al cilindro entorno a su eje principal, la superficie libre del líquido adquiere la forma de un paraboloide de revolución. No se me había ocurrido pensar, como hace Pola, qué ocurre cuando el recipiente tiene una geometría diferente: esfera, cubo, etc. Pensaré en ello.

        Saludos cordiales,
        JCB.
        “Lo consiguieron porque no sabían que era imposible”, autor: Jean Cocteau.

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        • #5
          Pues al menos a mi me gustaría saber a qué conclusión se llega. Gracias JCB.
          Demasiado al Este es Oeste

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          • #6
            Hola.

            En mi penúltimo mensaje, en el que contestaba a Richard, me he dado cuenta de que he confundido arista con vértice.

            Lo que quería decir es que cuando el cubo está en posición vertical, la longitud de la superficie del agua coincide con la longitud del lado.

            Cuando vamos girando el cubo, al llegar a los 45 grados de inclinación, la longitud de la superficie del agua es mayor, porque va desde una arista hasta la otra.

            Luego, conforme seguimos girando, vuelve a coincidir otra vez con la longitud del lado.

            Osea, que la longitud de la superficie se va alargando y acortando con los giros. Supongo que éso crea ondas de presión que el pez podría notar...
            Demasiado al Este es Oeste

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            • #7
              El agua gira junto a las aristas y los vértices, cuando la velocidad angular es constante la presión cambia en función de la altura , del radio y de la velocidad angular, como son magnitudes constantes no producen ondas.
              El fondo del recipiente inclinado solo tiene más presión que la superficie ,pero no varia rítmicamente con el ángulo de giro sino que lo acompaña en todo momento.
              Solo hay desequilibrio cuando hay aceleración angular, ya que las fuerzas viscosas, actúan impulsando al agua para que gire, como las superficies cambian de distancia radial al eje vertical de giro, estas actúan como de pala, pero al dejar de acelerar ,instantes después solo se nota el paraboloide de la superficialmente, sin corrientes internas en el seno del fluido, luego no hay ondas.

              Las ondas las pueden crear la vibración del eje de giro, la inclinación respecto de la vertical del eje de giro,(que entiendo no es el caso del que hablamos) y la nutación que es un bamboleo en el eje de giro.
              Pero reiteró en condiciones ideales de velocidad angular constante no puede haber ondas de presión, sólo hay una variación del gradiente de presión con el radio a diferencia del caso estático.

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              • #8
                Gracias, Richard.

                Perdona el rollo, pero ¿no cambia la altura - profundidad? A mi me parece que si....

                Estoy suponiendo que el recipiente de la pecera (cubo o el rectángulo) no están completamente llenos, sino que una parte es aire.
                Última edición por Pola; 14/02/2020, 14:37:55.
                Demasiado al Este es Oeste

                Comentario


                • #9
                  Escrito por Pola Ver mensaje
                  Gracias, Richard.

                  Perdona el rollo, pero ¿no cambia la altura - profundidad? A mi me parece que si....

                  Estoy suponiendo que el recipiente de la pecera (cubo o el rectángulo) no están completamente llenos, sino que una parte es aire.
                  Si varia Pola, pero al ir a velocidad constante hay equilibrio de fuerzas y no hay movimiento relativo entre el agua y las paredes laterales, luego no hay ondas.

                  Yo creo que te haces la imagen de que el líquido esta estático y solo el recipiente se mueve... si fuera así como dije antes las paredes funcionan como palas y aceleran el líquido para llevarlo rotar,(mientras acelera hay olas, ondas, de todo) una vez se alcance una velocidad de rotación constante, el liquido toma la superficie superior paraboloide, pero no hay mas ondas.
                  De un lado puede que el parboloide sea de mayor altura que del otro, por estar mas alejado radial mente, pero si el peso esta balanceado y no hay vibraciones no debería experimentar ni olas ni ondas, el liquido rotaría con la misma velocidad angular que las superficies exteriores, luego el pez solo siente la gravedad y la centrípeta (tiene que hacer mas fuerza para nadar hacia el centro), pero reitero no hay ondas de choque entre liquido y paredes si no hay velocidad relativa entre ellos.

                  Comentario


                  • #10
                    Gracias por tus explicaciones, Richard.

                    Cuando vi el anuncio que me ha llevado a preguntaros, me llamó la atención porque por unas décimas de segundo pensé que el pez no tenía porqué notar la rotación.
                    Sin embargo, se ve claramente que la nota. El pez que estaba estático, da una sacudida. Ha notado algo.
                    Eso fue lo que me llamó la atención y me hizo pensar. No tengo mucha idea, pero como te digo, pensé que sería porque por un lado se crearian cndas de presión y por otro, que la profundidad iria variando.
                    La explicación científica, que no pongo en duda, me parece contra-intuitiva. La verdad es que no la entiendo muy bien.
                    ​​​​​​
                    Demasiado al Este es Oeste

                    Comentario


                    • #11
                      Hola Pola, si el cubo de agua rota sobre el eje que pasa por el centro, la superficie del agua se vera algo como esto.

                      Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	cuboagua.png
Vitas:	11
Tamaño:	62,9 KB
ID:	345798
                      y solo habrá olas u ondas de presión, mientras el sistema acelera hasta obtener cierta velocidad angular , estamos de acuerdo hasta allí?

                      Comentario


                      • #12
                        Completamente. Gracias por tu paciencia.
                        Pero qué sucedería si rota sobre un eje paralelo al suelo (perpendicular al que tu dibujas)?
                        PD. Muy bueno el dibujo
                        Demasiado al Este es Oeste

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                        • #13
                          Escrito por Pola Ver mensaje
                          Pero qué sucedería si rota sobre un eje paralelo al suelo (perpendicular al que tu dibujas)?
                          En ese caso, independientemente de la altura de la cota de liquido, habrá ondas de presión, Porque? , por que la forma de las superficie externa actúa como pala, variando la posición respecto de la vertical y la horizontal.
                          respecto de la horizontal tendrías un movimiento en sinusoide donde para cada altura la presión es la misma, pero en dirección vertical ese movimiento sinusoide es acompañado, por un cambio de presión relativa, pues la gravedad es una fuerza central, y tiene una dirección privilegiada en la dirección vertical, luego entre superficie y fondo hay una diferencia de presión igual a y como en dirección paralela al eje vertical no es constante , pues es función del angulo de giro, entonces la presión es función del angulo de giro , y como este angulo varía en el tiempo debido a la velocidad angular, la presión varia en el tiempo, luego tienes ondas de presión.

                          Si el nivel de líquido no es máximo, obtendrás olas, mas o menos de amplitud elevadas dependiendo y

                          El mejor ejemplo de esto es un lavarropas de tambor horizontal, si bien no es cuadrado, tiene palas fijas, y movimiento rotatorio en ambos sentidos de giro.
                          Haz clic en la imagen para ampliar  Nombre:	cuboagua2.png Vitas:	0 Tamaño:	83,3 KB ID:	345802

                          Comentario


                          • #14
                            Bien!!!

                            Eso era lo que me parecía a mi. Viendo tu dibujo anterior, pienso que no planteé bien la pregunta, y que posiblemente hemos estado hablando de giros distintos todo el rato.

                            Yo me refería a un gro sobre un eje paralelo al suelo y tú a uno perpendicular.

                            Gracias Richard. La verdad es que ahora todo me encaja más con la idea que yo tenía en la cabeza.

                            Un saludo hasta la próxima..
                            Demasiado al Este es Oeste

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