Agua en una cuerda

Estaba haciendo una actividad de física (encontrada en línea) que tenía como objetivo mover agua de un recipiente a otro usando una cuerda. Involucró los siguientes pasos:

  1. mojando la cuerda
  2. Uniendo la cuerda a los 2 contenedores con la ayuda de una cinta
  3. Llenar uno de los recipientes con agua.
  4. Tensar la cuerda e inclinar el recipiente con agua de tal manera que intente fluir a través de la cuerda hacia el otro recipiente que está debajo del recipiente lleno

OBSERVACIÓN: El agua viajó del recipiente lleno al vacío a través de la cuerda. Entiendo que debido a la fuerza cohesiva, las moléculas de agua presentes en la cuerda atraen a las otras moléculas de agua que escapan del recipiente y, por lo tanto, fluyen a lo largo de la cuerda.

MI PREGUNTA:

Observé algo extraño: algunas moléculas de agua intentaron formar una pequeña curva (ver imagen) Dibujado con Paint - Figura aproximadae intentaron moverse a lo largo de la cuerda en lugar de caer. ¿Puedo concluir que la fuerza cohesiva de las moléculas de agua es lo suficientemente grande como para vencer la atracción gravitacional sobre ellas?

PD

Creé la imagen del agua usando Paint y editando una imagen de stock.

Aquí, creo que la tensión superficial del agua evita que se caiga.
¿Puedes ver las moléculas de agua? Estoy bastante seguro de que hay moléculas de agua por todas partes en el aire. En mi opinión, es más útil ver el cuerpo de agua como un continuo. Pero sí, es la cohesión (tensión superficial) y la adhesión a la superficie, acción capilar.

Respuestas (2)

De hecho, puede concluir que la fuerza cohesiva del agua es lo suficientemente grande en su experimento para vencer la fuerza gravitatoria sobre ellos.

Así es como, incluso si hubiera comenzado el experimento con la cuerda completamente seca y no se hubiera molestado en inclinar el recipiente lleno hacia ella, en primer lugar, la acción capilar habría comenzado humedeciendo una supuesta cuerda seca, y luego, cuando se mojó hasta el punto que la parte mojada terminara por debajo del nivel del agua en el contenedor lleno, solo entonces la asistencia de la gravedad crearía un sifón de la cuerda mojada y el contenedor lleno finalmente se vaciaría por completo.

Debo declarar un criterio que legitime mi confirmación de su pregunta: hice prácticamente el mismo experimento en dos ocasiones con años de diferencia y obtuve el mismo resultado. Una vez mojé la cuerda antes de comenzar el experimento; la otra vez lo dejé seco deliberadamente. Mismo resultado: se avanza a una sarta completamente mojada y luego el efecto gravedad/sifón supera la tendencia capilar a mantener el agua absorbida en la sarta.

Y esa última acción que describo especialmente, ya que se relaciona oblicuamente con su observación en su propio experimento, confirma la veracidad de su pregunta, porque se demuestra que la gravedad es más débil que la fuerza cohesiva que mantiene unida (¿manteniendo la homogeneidad?) columna de agua en la cuerda, ya sea estirada y (aparentemente, de acuerdo con el dibujo) no tan lejos de la horizontal en su caso o, como en mis experimentos, deje que cuelgue verticalmente en el recipiente vacío.

Muchas gracias por la respuesta. ¿Es posible dar una ecuación matemática a la curva formada en la pregunta dadas todas las constantes y datos necesarios o no? Solo otra pregunta que me vino a la mente. Traté de obtener una ecuación usando mecánica de fluidos básica (usando expresiones similares a las de las fuerzas cohesivas y adhesivas) pero sin ningún éxito.
Si parecía un poco "precioso" al tratar de validar mi derecho a plantear la respuesta como lo hice anteriormente, es porque, en otro foro de stackexchange, me reprendieron porque simplemente di mi respuesta, olvidando, como un "novato " en stackexchange, que tal vez debería haber "presentado mis credenciales" por así decirlo, especialmente porque en ese otro caso no sabían que escribí esa respuesta a partir de una base de conocimientos de cuatro años de estudios universitarios en el, relevante para ellos, campos de la física, la ingeniería y la metalurgia, pero no optó por ningún título en ese momento (hace medio siglo). Un poco oxidado ahora supongo
Usuario 36160: acabo de ver la pregunta en su comentario: fue hace medio siglo cuando yo era una estrella escolástica en física durante algunos años. Es por eso que mis publicaciones en este foro se basarán en conocimientos académicos sin mucha matemática, o mi investigación empírica realizada en años intermedios. sin embargo, sugiero que cualquier ecuación relevante sería compleja debido a las muchas consideraciones en el caso específico: cohesión, adhesión, gravedad, la consideración angular de donde cuelga la curva, la masa de agua y no estoy seguro de si hay más " capilar" variable específica del material utilizado. Lo siento.
Tienes razón. Si obtengo alguna expresión después de las aproximaciones, la compartiré. Gracias de nuevo.

Sí, esto es lo mismo que la acción capilar, como el agua que succiona un poste de madera.

¿No se define la acción capilar solo cuando el agua se mueve contra la fuerza de la gravedad o sin la ayuda de la gravedad? En este caso, se está moviendo con el apoyo de la gravedad, ya que se está moviendo hacia abajo.
@ user36160 Pero no es una caída libre por la gravedad, ¿verdad?
No como yo lo entiendo, la acción capilar implica fuerzas adhesivas y la acción superficial se combinan en espacios limitados para inducir un flujo, independientemente de la gravedad. En este caso el movimiento resultante es el resultado de 2 vectores, 1 por capilaridad y otro por gravedad.
@VladimirF ¿No son las moléculas de agua que parecen doblarse intentando caer libremente debido a la gravedad? No es un espacio libre de gravedad.
@ user36160 No pienses en moléculas. No es útil a esta escala, el agua se describe mejor como un continuo. Y sí, es el punto de que están tratando de caer, pero no caen. Entonces debe haber una fuerza que les impida caer. Esa es la tensión superficial.
@VladimirF Está bien. Pensar en ello es como un continuo. Eso ayuda en mi enfoque de la respuesta. Gracias
Agua en una cuerda
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