¿El agua que fluye a través del grifo aumenta la velocidad a medida que se mueve hacia abajo?

Answer 1

¿Mientras está en el grifo? Mi intuición dice, si el agua sale lo suficientemente rápido, para que no haya aire en el grifo y la sección transversal del grifo sea uniforme (no hay secciones de mayor o menor diámetro, entonces no una vez que alcance un estado estable).

Es decir, supongamos que el grifo tiene una parte que apunta hacia abajo. Si el agua en el punto más inferior (es decir, la apertura del grifo) se desplaza a 10 pies por segundo, y no hay espacios de aire, la columna de agua entera viajará a 10 pies por segundo, porque el agua es altamente incompresible.

Una vez que sale del grifo, el agua es libre de acelerar y, al mismo tiempo, el flujo se atenuará (es decir, se volverá más delgado). El agua más rápida debe estar en una corriente más delgada para mantener el mismo flujo en galones por segundo (o cualquier unidad) que el total de galones por segundo que sale de la llave.

Supongamos que el agua fluye más rápido dentro de la propia llave debido a la gravedad. Entonces, o bien el aire entraría en el grifo (lo que hemos declarado no es una condición), o, el agua más alejada de la abertura del grifo se jalará más rápido, pero acelerará a medida que se acercó a la abertura, tirando del agua detrás más rápido y Más rápido, … hasta que el agua se esté moviendo infinitamente rápido. Lo que probablemente nunca sucedería.

Esto me recuerda la vez que alguien intentó convencerme de que los autos en la parte trasera de la montaña rusa se movían más rápido que los que estaban en el frente, porque los autos en el frente los estaban jalando. Prueba (o refutación) dejada como un ejercicio para el lector.

Answer 2

Soy ingeniero, así que permítame aclarar su pregunta antes de responder, ya que hay más de una respuesta. El agua que fluye a través de un grifo es la transición entre dos sistemas. La primera es la tubería antes de la llave, que es un sistema de canal cerrado. El segundo es el agua que sale del grifo, que es un sistema abierto. La regla de conservación de la masa dice que la masa de fluido que fluye en el grifo debe ser igual a la masa que sale. Si asumimos un grifo de cocina de diámetro uniforme con tiempo suficiente para que el fluido acelere desde cero (normalmente para un fregadero una fracción de segundo), entonces el flujo se está moviendo a una velocidad constante a través del grifo. La dirección o cambio en la elevación de la tubería hacia arriba hasta que la llave no cambie nada. Mientras la tubería sea uniforme, la velocidad del flujo permanece constante. Esto se debe a la ley de conservación junto con la fricción interna de la tubería que limita la velocidad máxima posible dentro de la tubería. Así que la respuesta a la parte 1 es no, el agua no se acelera en absoluto.

Sin embargo, tan pronto como el agua sale del grifo, la gravedad entra en acción y el agua está efectivamente en caída libre. El agua acelerará unos centímetros hasta que llegue al fregadero. Parte 2 sí, el agua se acelera.

Answer 3

Esta es la razón por la que enjuago mi cabeza de afeitadora eléctrica manteniéndola debajo del grifo en el nivel más bajo del fregadero. La velocidad del agua que sale de la boquilla del grifo recibe un impulso de la aceleración gravitacional.

Para confirmar esto, mantenga la palma de la mano abierta debajo del flujo, primero cerca del grifo y gradualmente más abajo hasta que su mano esté en el fondo del fregadero. El aumento de la fuerza con la distancia vertical es bastante notable.

Answer 4

Una vez que sale del grifo, acelera a la misma velocidad g = 32.2 pies / seg ^ 2 que cualquier otra cosa en caída libre. Esto es lo que causa el estrangulamiento de la corriente a medida que cae. El caudal Q (vol / unidad de tiempo) es constante y es igual a A (área de sección transversal) x V (velocidad). Por lo tanto, a medida que aumenta la velocidad, el área de flujo debe disminuir y, para usted, esto se parece a la corriente que cae a medida que cae. En algún momento, la corriente se vuelve inestable y se rompe en gotitas o rociado, dependiendo de qué tan grande es y cuán lejos ha caído.

Answer 5

Debido a la fuerza gravitacional, cualquier objeto acelerará a medida que caiga al suelo.