Movimiento de fluido en un recipiente lleno con ese mismo fluido

Si un cilindro con el extremo inferior cerrado y el extremo superior abierto se llena de agua y luego se deja caer en un charco de agua. ¿Se quedaría el agua dentro del cilindro en el cilindro?

Para aclarar, por permanecer en el cilindro quiero decir que asumimos que el cilindro es más denso que el agua y cuando el cilindro cae a través del agua, ¿el agua inicialmente dentro del cilindro permanece dentro del cilindro?
¿De qué está hecho el cilindro?
Si el cilindro es menos pesado que el agua, flotará y parte del agua que hay dentro se va a salir. Si tiene la misma densidad, se sumergirá, y diría que podrías lograr que el agua del interior permanezca adentro si eres lo suficientemente cuidadoso. Si es más pesado, se hundirá, y luego supongo que no será estable, ya que habrá perfiles de presión no triviales en el cilindro que provocarán movimientos de agua.

Respuestas (2)

Podrías hacer este experimento en casa. Tome un vaso de agua, agregue un poco de colorante para alimentos y luego colóquelo en su bañera (llénela primero con suficiente agua, de lo contrario su 'recipiente' estallará...). Mi predicción:

El agua en el vaso se acelera, primero, junto con el vaso. El vaso entonces golpeará el agua y sentirá una fuerte desaceleración. El agua dentro se sentirá igual, pero como un fluido no rígido, la presión en el eje vertical se redistribuirá a los otros lados, particularmente a la parte superior abierta del vaso. Esto es especialmente cierto si su contenedor giró 90° mientras caía. Si no es así, y la parte superior del vaso sigue siendo el punto más alto al aterrizar, todavía se mantiene que no hay contrapresión y que el fluido nivelará los términos de presión locales para alcanzar el equilibrio. Puede ocurrir un efecto adicional, cuando el vaso se hunde lo suficiente como para quedar cubierto por el agua: se pueden formar enlaces de hidrógeno y diluir el agua coloreada con el agua circundante.

Aún así, ¡me gustaría ver el experimento! :D

Si ambos líquidos, el que está dentro del recipiente y el de la piscina, están a la misma temperatura, una vez que el cilindro llega al fondo, el líquido cerca de la abertura comenzará a difundirse en el resto del líquido, pero la parte del fondo permanecerá en su mayor parte. adentro.

Mientras cae, el líquido cerca de la abertura se mezclará con la piscina debido a los remolinos creados en la caída.

Tenga cuidado si utiliza tintas para comprobar este experimento, ya que la tinta suele tener una densidad diferente a la del agua y podría dar lugar a resultados erróneos.