Cuando el agua fluye sobre una superficie curva, ¿reducirá la presión sobre la superficie curva? ¿Es esto debido a la viscosidad del agua?

Creo que es porque el agua se mueve sobre una superficie curva con fuerza centrípeta. Debido a que la gravedad del agua proporciona fuerza centrípeta, se reduce la presión del agua sobre la superficie curva. Cuando la velocidad del agua aumenta, la presión del agua sobre la superficie curva será más reducida. Cuando la velocidad del agua es lo suficientemente grande, se separa de la superficie curva porque la gravedad ya no puede proporcionar fuerza centrípeta. Pero algunas personas piensan que la viscosidad reduce la presión del agua sobre las superficies curvas. ¿Tienen razón?ingrese la descripción de la imagen aquí

Esta superficie es una superficie convexa.

Creo que está mal decir que la gravedad proporciona una fuerza centrípeta. Claro, tienes que tener en cuenta la fuerza normal de la superficie, pero piensa en el caso en el que la pendiente es de 0 grados o de 90 grados. No hay una fuerza neta que apunte hacia el "centro".
@AmIAStudent Creo que la gravedad tiene un componente normal.
quizás puedas dibujar un diagrama de cuerpo libre para convencerte de que es cierto o no.
@AmIAStudent Imagine que debe haber presión cuando el agua se mueve en un plano horizontal debido a la gravedad del agua. Cuando el agua se mueve en un plano inclinado, ¿no tiene presión sobre el plano inclinado?
Estoy de acuerdo en que hay presión en el agua, pero la presión es escalar y no tiene dirección. Estaba señalando que la fuerza neta de la gravedad del agua y la fuerza normal de la superficie parece poco probable que produzcan una fuerza centrípeta. Fuerza centrípeta significa que hay una fuerza que apunta al centro al que se define el radio de la curvatura.
@AmIAStudent La presión del agua actúa sobre la superficie, lo cual es normal, y la fuerza normal se dirige al centro de curvatura de la superficie. No sé por qué no apunta al centro de curvatura. ¿Puedes explicarlo de nuevo? Te sugiero que me des una foto.
Si θ es el ángulo entre el eje z (a lo largo del cual hay gravedad), entonces hay ρ gramo porque ⁡ θ a lo largo del radio. La fuerza normal de la superficie la equilibra. Entonces solo hay aceleración tangencial ρ gramo pecado ⁡ θ , que puede equilibrarse con el gradiente de presión a lo largo de la corriente, supongo. Realmente quise decir esta imagen simple.
@AmIAStudent La gravedad del agua tiene dos componentes, uno en la dirección normal y el otro en la dirección tangente. Como el agua se mueve a lo largo de una curva, parte de la fuerza normal se usa para la fuerza centrípeta.
La componente normal es cancelada por la fuerza normal de la superficie. La tercera ley de Newton. Ahora bien, si la corriente de agua viajara en una tubería curva , me inclino a aceptar que hay una fuerza centrípeta en ese sistema restringido, desde la pared de la tubería. Pero no existe tal restricción, al menos según el dibujo.
@AmIAStudent Tu idea es incorrecta. El recipiente no tiene tapa, pero debido a la gravedad, el agua del recipiente también tiene presión. Se puede decir que la gravedad también es una restricción.

Respuestas (1)

Puede ver esto aplicando la ecuación de Euler a través de líneas de corriente en el flujo curvo (ignorando la gravedad si se trata de un flujo delgado):

d PAG d r = ρ V 2 R

dónde R es el radio de curvatura de la curva, y V es la velocidad del flujo de corriente. Claramente, la presión debe aumentar radialmente hacia afuera. Sin embargo, la presión en la superficie es atmosférica; por lo tanto, la presión debajo de la superficie está por debajo de la atmosférica (nuevamente, ignorando la gravedad).

Si se desprecia la presión atmosférica, la fuerza centrípeta la proporciona la gravedad del agua.
Cuando el agua fluye sobre una superficie curva, ¿reducirá la presión sobre la superficie curva? ¿Es esto debido a la viscosidad del agua?
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