Todos nosotros hemos visto que esto sucede cada vez que drena el fregadero / lavabo. Y probablemente asumí (al menos yo lo hice) que va en espiral debido a la forma de la cuenca que es algo semiesférica. Esta es probablemente una de las razones obvias. Pero después de leer esta pregunta, me di cuenta de que incluso en cuencas suficientemente grandes y cúbicas (también en la India), el agua cae en espiral. Así que pensé, no solo depende de la forma de la cuenca sino que tiene más que eso. Así que empecé a pensar más.
A continuación se presentan las posibilidades que podría pensar. Si tiene algún comentario o argumento contrario, siéntase libre de responder en los comentarios.
Para una explicación, consideremos una cuenca hemi-esférica que está llena de agua y el agua es bastante estable. Y retiramos la tapa inferior que provoca la espiral descendente. Como sabemos, el agua / fluido siempre fluye de alta a baja presión. Al quitar la tapa de abajo, hemos creado un punto de baja presión en la parte inferior que hace que el agua fluya hacia abajo. ¡Obvio!
Pero las preguntas correctas aquí son, mientras fluyen hacia abajo, ¿qué camino debería tomar? ¿Y por qué? ¿Qué decide ese camino?
- ¿Cuál de los dos ha reclamado más vidas en la historia: religión o ciencia?
- ¿Cuántas veces los científicos han afirmado que “podemos haber llegado al final de la física”?
- ¿Inventamos una manera de despejar el clima brumoso? Si no, ¿cuáles son los retos?
- ¿Qué significa periódico en tabla periódica?
- ¿Qué es ciencia? ¿Puedes explicar?
En general, cualquier tipo de flujo, ya sea la corriente causada por la diferencia de voltaje, el flujo de agua causado por la presión, la luz / los fotones que viajan a través de diferentes medios, siempre trate de seguir la ruta de impedancia mínima. Porque es lo más óptimo, lo más eficiente. Dije ‘tratar de’ porque a veces debido a fuerzas / causas externas puede que no sea posible. Pero si las fuerzas externas no están presentes, el flujo natural tomará el camino de menor impedancia.
Ahora, cuando retiramos la tapa inferior, las moléculas de agua cerca del orificio se deslizan hacia abajo, lo que crea un desequilibrio en las fuerzas presentes en las moléculas presentes cerca del orificio, pero no se escurre. Estas moléculas no tienen moléculas de agua en un lado y también enfrentan una fuerza hacia abajo debido al peso del agua que las hace caer. Más esta fuerza hacia abajo, más rápido te mueves. Así que las moléculas que se encuentran en el cilindro exactamente sobre el agujero, experimentarán esta fuerza descendente más directa en comparación con las moléculas que se encuentran fuera de esta región cilíndrica. Así que las moléculas en este cilindro se deslizan más rápido. Pero a medida que subimos por el área del cilindro, queda menos agua causando una menor fuerza hacia abajo, pero este cilindro es el camino de salida más favorable. Así que cualquier otra molécula de agua que se encuentre fuera de la región cilíndrica, tratará de entrar en esta área. Este es el camino de impedancia más “menor”.
Ahora las moléculas fuera de este cilindro experimentarán una fuerza interna hacia el cilindro debido al desequilibrio horizontal de la fuerza. Más cerca están la región de dos cilindros, más fuerza interna que experimentarán.
Además, las moléculas justo fuera del cilindro (y que también bajan debido a la viscosidad del líquido en la región cilíndrica) no podrán atravesar el orificio debido al tamaño limitado del orificio y se recuperarán después de golpear el fondo de la cubeta. Más rápido se mueven hacia abajo, más rápido rebotan, la acción tiene una reacción igual y opuesta. Esto creará una presión / fuerza de retroceso (PRESIÓN ATRÁS 1) que se opondrá al movimiento hacia abajo de las moléculas justo fuera de la región del cilindro. Esta contrapresión estará más cerca de la región inferior del cilindro y se reducirá a medida que avanzamos y nos alejamos del cilindro. Esta contrapresión creará una región que alejará las moléculas, como aumentar la impedancia al flujo. La región de esta contrapresión debe depender de la altura del fregadero / cuenca (?).
Habrá un tipo más de contrapresión. Dependiendo del tamaño del orificio y la cantidad de agua en la cuenca, la velocidad a la que se extrae el agua del orificio inferior será limitada. También dependiendo de la fuerza interna y la PRESIÓN ATRÁS (1) que se mencionan en el párrafo anterior, cierta cantidad de agua está entrando hacia la región cilíndrica. Para empezar, habrá una falta de coincidencia en estos dos flujos, lo que puede dar como resultado que se precipiten momentáneamente en más moléculas. Estas moléculas no tienen otro camino por recorrer debido a la salida limitada que acumulará la contrapresión (PRESIÓN DE VELOCIDAD 2), lo que provocará la oposición a la aparición de más moléculas, lo que reducirá la contrapresión. Esto causará un aumento y una reducción de la contrapresión que eventualmente alcanzará el equilibrio. Esta contrapresión actuará principalmente en forma horizontal y alejará el agua que ingresa en el cilindro. De esta manera se alcanzará una estabilidad tal que la cantidad de agua que ingresa al cilindro y salga del cilindro se equilibre.
Por lo tanto, el movimiento del agua en el fregadero se rige por dos tipos de contrapresiones. Las PRESIONES DE ATRÁS 1 y 2 crearán una obstrucción (altas impedancias) al flujo de agua de tal manera que la cavidad entre las dos presiones de retroceso será óptima o la trayectoria de menor impedancia para el flujo de agua. Debido a la presión de retroceso 1, el agua no puede precipitarse hacia el cilindro desde la parte inferior. Así que el agua en el lado superior del fregadero tiene prioridad sobre el fondo. Además, la PRESIÓN ATRÁS 2 alejará esta agua que viene del lado superior. Esta contrapresión se reduce a medida que bajamos. Por lo tanto, cada molécula de agua tendrá una fuerza interior y una fuerza hacia abajo que actúa, resultando de lo cual es una fuerza diagonalmente hacia abajo. Debido a esto, todas las moléculas de agua van de la manera cónica: una cavidad entre la PRESIÓN ATRÁS 1 y 2.
Ahora, ¿por qué vemos el agua circular de manera circular y no directamente hacia abajo? Mientras que las moléculas de agua se mueven hacia abajo, también pueden experimentar una fuerza lateral (principalmente al azar o cualquier otra fuerza externa). Estas fuerzas laterales, si se equilibran, no habrá ningún movimiento circular. Pero siempre habrá una cierta cantidad de desequilibrio que resultará en una fuerza resultante neta hacia los lados. Estas fuerzas se sumarán. Una vez que comienzan a moverse hacia los lados, se unen más moléculas debido a la viscosidad y aumenta el movimiento neto hacia los lados. Con el tiempo se forma un movimiento circular en espiral hacia abajo.
El sumidero esférico hemi ayuda (al crear la menor obstrucción para el flujo) a la hora de crear este movimiento circular y al permitir que el agua circule rápidamente, lo que resulta en un drenaje más rápido del agua. Incluso con cuenca rectangular-cúbica también vemos movimiento circular. Pero si el tamaño de la cuenca es más pequeño en comparación con el orificio, es posible que veamos un movimiento circular menor, ya que los bordes rectangulares obstruyen el flujo circular de agua creando una contrapresión.
Así que juntas debido a las fuerzas hacia adentro, hacia abajo y hacia los lados, el agua baja por el agujero en forma helicoidal a lo largo de la superficie de forma cónica.
PD: Por favor ignora gramática o ortografía. La respuesta se hizo demasiado larga. ¡No tenga paciencia para leer mi propia respuesta \ U0001f600!