Este dispositivo inteligente mueve rocas pesadas hacia arriba en contra de la gravedad utilizando la flotabilidad. ¿De dónde viene 'el trabajo' para mover las rocas hacia arriba?

Así que vi esta máquina mientras investigaba las pirámides y me fascinó por completo. Parece demostrar maravillosamente muchos de los enigmas del trabajo realizado, pero sigue siendo lo suficientemente atractivo como para parecer mágico.

Recordé haber pensado en una máquina similar a esta cuando era adolescente, y me pregunté por qué el principio de la misma no funcionaría. Hay mucho que discutir aquí, pero comenzaré a pensar con la pregunta más simple; Cuando el niño coloca la roca envuelta en burbujas en la cámara inferior, lo hace con relativa facilidad porque la roca apenas flota . Una vez atrapado en la cámara que apunta hacia arriba, continúa moviéndose hacia arriba hasta que encuentra un punto de descanso en la cámara superior. En este punto, se ha trabajado, ¿no es así? La roca ahora contiene un potencial de energía mayor que el que contenía antes de que el niño la empujara hacia la cámara, así que mi pregunta es, ¿de dónde proviene este aumento en el potencial de energía?

Algunas ideas: la cámara está presurizada de una manera que no es del todo estable. Si ve el video completo, inicialmente demuestra el principio con un vaso de pinta que está sellado en un extremo, creando un vacío que detiene el agua que sale corriendo. En la demostración principal, está sucediendo algo similar. Para que la gravedad jale toda el agua hacia abajo, tendría que jalar consigo la cámara superior adicional de agua. Puede imaginar que si la cámara del tubo estuviera expuesta al 'aire', en lugar de estar expuesta a la mitad de la cámara superior, el agua en el tubo se precipitaría hacia abajo y se vaciaría. Por eso tiene válvulas para controlar la presión que debe abrir y cerrar. No está claro cuánta agua se 'ecualiza' cada vez que esas válvulas se abren y cierran.

Lo mejor que se me ocurre es que la diferencia de presión en el agua, es decir. el trabajo que se realizó para llenar inicialmente la máquina con agua - es la fuente de energía utilizada para tirar de las rocas hacia arriba. Con el tiempo, a medida que ajusta las válvulas de presión una y otra vez, el agua fluirá hacia abajo desde la cámara superior haciendo que la diferencia de presión/diferencia de potencial vuelva a ser igual. ¿Esto debería significar que, en teoría, no debería poder obtener tanto trabajo 'fuera' transportando rocas HACIA ARRIBA como el trabajo total realizado poniendo el agua en el sistema? ¿Está intercambiando el costo de mover agua hacia ARRIBA de un sistema por el costo de mover rocas hacia ARRIBA de un sistema? Podría decirse que esto último es más conveniente que mover rocas imposiblemente grandes, ya que puede dividir el problema en unidades de trabajo más pequeñas.

Sin embargo , no estoy del todo satisfecho con esta explicación, y me gustaría ver más cómo funciona esto en la práctica y en la teoría. ¿Existe una configuración en la que la presión se equilibre en ambas cámaras por una diferencia de altura, es decir, existe una configuración estable de un dispositivo como este? ¿Uno que 'permanezca' en ese estado sin importar cuántas rocas transporte por el tubo?

El pensamiento que hice sobre esto en realidad me llevó a este problema que tiene algunas similitudes con respecto a la presión. Sin embargo, en este ejemplo, el problema de la presión está algo mediado por el peso de la roca que la hace 'lo suficientemente flotante' y el hecho de que la presión está mediada por una válvula... pero aún así, parece una demostración tan hermosa que mi la intuición entra en acción diciéndome que está pasando algo más extraño de lo que parece.

Para ampliar la idea

En la imagen de abajo, podemos ver una buena manera de imaginar el problema. La cámara inferior, en el área entre la primera y la segunda puerta, hay un volumen de agua. Imaginemos que en lugar de ser horizontal, está ligeramente apuntando hacia 'hacia arriba' para provocar el movimiento de cualquier cosa allí. Con la segunda puerta cerrada, llenamos la cámara con rocas flotantes hasta que no podamos meter más allí. Luego cerramos la primera puerta y abrimos la segunda puerta. Las rocas comienzan a 'flotar' hacia arriba y parte del agua se 'ecualiza' en la cámara inferior. ¿Es el trabajo que podemos obtener de esas rocas en particular igual al trabajo requerido para bombear una cámara exacta de agua hasta la cámara superior?