Secundaria Extraño suceso con el agua del grifo

[skinner]

Buenas, pongo esta duda aquí porque pienso que es el lugar correcto ya que considero que se trata de una cuestión de física.
Si abrimos el grifo del agua del lavamanos levemente, saldrá un hilo de agua constante. Si ponemos un dedo debajo del agua, el hilo de agua se desvía (hasta ahí lo veo normal). Pero si acercamos el dedo lo suficiente a la boca del grifo (sin llegar a tocarla), el hilo de agua dejará de ser constante y saldrá en forma de gotas. ¿Alguna explicación razonable? Hice un video, para que me entendáis mejor. Este es el enlace:

Un saludo!! Y gracias

[Dramey]

Re: Extraño suceso con el agua del grifo

muy interesante...lo pensaré (aunque de fluidos no sé mucho, por no decir nada) y lo comprobaré en casa

[Vitargo]

Re: Extraño suceso con el agua del grifo

hombre fisico no soy ajaj, pero a mi entender es como si estuvieras colapsando el flujo del agua, digamos que como si lo estuvieras frenando y despues de quitar el dedo sale a borbotones y con el cumulo de agua al coger peso ya no es capaz de pegarse a la gota de arriba y se desprende y por eso empieza a caer a gotas. observa que al ratito empieza a caer otra vez en hilera, y es porque ya empieza a caer el agua con su relación fuerza-caudal exacto

es una explicacion un poco callejera jaja, haber si alguno que entienda de fluidos exponga sus conocimientos

[andrewcraig]

Re: Extraño suceso con el agua del grifo

Eso es brujería! A la hoguera!!

[M_Odes]

Un esboso de explicación

Si ponemos un dedo debajo del agua, el hilo de agua se desvía (hasta ahí lo veo normal). Pero si acercamos el dedo lo suficiente a la boca del grifo (sin llegar a tocarla), el hilo de agua dejará de ser constante y saldrá en forma de gotas. ¿Alguna explicación razonable? Hice un video, para que me entendáis mejor. Este es el enlace:

vaya.. había estado elaborando una respuesta y la eché a perder con una mala combinación de teclas

bueno... primero que todo tenemos que el agua es un fluido prácticamente incompresible, por lo tanto para un hilo de agua, se tiene la relación $A_1 v_1 = A_2 v_2 = \text{constante}$....(1) donde A es sección transversal y v es velocidad de flujo a través de dicha sección, los indices 1 y 2 hacen referencia a dos lugares distintos del hilo.
Tenemos de la ecuación de bernoulli tomando en cuenta que $\rho_{agua}=1$ y que todo ocurre a presión atmosférica

$\displaystyle{\frac{1}{2} {v_{1}}^{2} + gh_{1}=\frac{1}{2} {v_{2}}^{2} + gh_{2}}=constante$

de donde vemos que la velocidad de caída para una separación H del grifo será

$v_{H}=\sqrt{v_{\text{grifo} }^{2}+2gH}$....(2)

a mayor separación del grifo, mayor energía potencial convertida en cinética, dado que el proceso ocurre a bajas velocidades observamos que el agua tiende a adherirse al dedo supongo que estos son efectos de la capilaridad del agua, pese a ella el agua finalmente escapa. que ocurre aquí? al poner el dedo en el chorro estoy alterando las condiciones de continuidad dadas en (1) debido a que el dedo y el agua interactúan, diría yo, capilarmente, donde la velocidad del agua a través del dedo será regulada por el espesor del caudal donde la parte de caudal más alejada de la piel tendrá una velocidad mayor que la parte de caudal más próxima a la zona de contacto(supongo que por ello vemos que finalmente ocurre un desprendimiento de gotas de agua, al llegar a un punto donde la tendencia a caer de una porción de agua supera la tendencia a seguir adherida al dedo) esta capilaridad arrebata una porción de líquido adicional al hilo por los argumentos antes dados, lo que causa una discontinuidad en el mismo, teniendo como efecto "total" un rompimiento del hilo en un discreto de gotitas de agua que se van formando lentamente debido a que la velocidad inicial de salida es baja, y toma un poco de tiempo "construir" una gota de agua cuya masa venza a la tensión superficial del agua, para acto seguido: caer (me imagino que si las velocidades de salida del grifo fueran significantes no tendríamos este fenómeno) solo mencioné las ecuaciones a nivel ilustrativo, porque desconozco los pormenores del problema y sol hago una propuesta de solución a la inquietud que igualmente yo me suscité al ver el video adjunto

no sé si tenga coherencia dadas las altas horas de la noche a las que me encuentro. mañana ya experimentaré las reacciones de los compañeros avanzados del foro.

Saludos!

P.D. skinner ya probaste con interrumpir el flujo de agua de un golpe? no lentamente como lo haces en el video?

[Sartie]

Re: Extraño suceso con el agua del grifo

Bueno yo lo que observo es lo siguiente, cuando acercas mucho el dedo al grifo se forma un menisco de agua entre tu dedo y el propio grifo. Según reduces la distancia entre tu dedo y el grifo, la longitud del menisco se reduce y a su vez se ensancha formandose una gota que lo moja todo. Esa gota adquiere una determinada forma debido a la tension superficial del liquido en cuestión. Esta tensión provoca que las moléculas que forman la gota de agua quieran seguir unidas debido a cuestiones energéticas, así cuando alejas o separas el dedo el flujo deja de ser contínuo y entonces empiezan a caer gotas. La primera gota se ha formado entre tu dedo y el grifo, las demás, supongo, lo harán de forma parecida entre la superficie de salida del grifo y su parte interna, ya que pueden que se hayan formado mas meniscos por acción del primero. Fijate que el flujo tarda un cierto tiempo en volver a ser continuo. Este tiempo es mayor cuanto mas tiempo pasas con el dedo cerca del grifo, es decir, cuanto mas tiempo dejas que se forme el menisco.