¿Qué hace que el agua de esta fuente cambie de dirección?

Esto probablemente se deba a un torbellino de aire en forma de anillo (similar a un "anillo de humo") debajo de la capa de agua que es impulsado por la velocidad del agua. Este flujo de torbellino produce una presión de aire más baja en el lado interior de la lámina de agua que cae y la succiona hacia el interior.

Se llama "campana de agua". Se produce por un equilibrio de inercia y tensión superficial (junto con la gravedad). Vea este enlace para un poco más de detalle, o este para un análisis más completo.

Sí, este efecto proviene de la dinámica de fluidos. El material del efecto es aire presurizado que fluye en círculos bajo el agua. A baja velocidad, el aire no tiene un gran impacto. A medida que aumenta la velocidad, el aire busca llenar la región de baja presión en el segmento inferior del flujo, creando un circuito más cerrado. Este circuito está succionando agua para cerrarlo, protegiéndolo también de la mezcla con el aire exterior.

Intentaré una explicación como la imaginé ... este es un hidroplano formado naturalmente en acción hidrodinámica.

A bajas descargas ($Q= A\, v$) eso significa baja velocidad radial del chorro, la burbuja de agua cae como una bala de baja velocidad que sale del cañón de una pistola pero cae en la propia viscosidad, primera foto.

A medida que cae la película hay un extra$v_2= \sqrt {2 g h }$velocidad contribuida debido a la aceleración de la caída de la gravedad que se suma a una velocidad aerodinámica más alta$v$, como en la segunda foto.

Por (la corrosiva) Ley de Bernoulli en hidrodinámica, una velocidad más alta significa vacío a lo largo de una línea de corriente (como en una superficie superior aerodinámica ... aquí es una lámina de agua) hay una pequeña cavitación debido al vacío y la presión relativamente más alta en el interior sopla la película fuera. Puede notar familiarmente que una hoja de plástico se extiende sobre un SUV que acelera en la carretera y se despliega a un radio más bajo. El mismo diferencial de presión actúa sobre la película de agua de espesor reducido.

Si dibuja un meridiano toroide de curvatura creciente , tiene que curvarse debido a una velocidad de línea de corriente suficientemente alta, como se muestra en el boceto exagerado de una espiral de Cornu cuya curvatura es proporcional a (el cuadrado de) la longitud de la línea de corriente del hidroplano; cuanto mayor sea la velocidad combinada debido a la caída libre, mayor será la curvatura de la película.

El tirón hacia adentro es evidente en la última parte de la sección transversal del contorno.

Debido a la continua fuerza adhesiva/tensión superficial, la separación de las gotas tiene lugar después de continuar durante una corta distancia radial.