Sobre la verdadera razón por la que el papel no cae en el vaso invertido MEDIO LLENADO [duplicado]

Acabo de ver un programa sobre la presión del aire presentado por Brian Cox. Como muestra el enlace: http://imgur.com/EsRadFi , volteó una taza de agua medio llena y luego el papel en la taza no se cayó:

Me desconcertó, porque la taza está medio llena , la presión no debería equilibrarse ya que la presión del agua interior + la presión atmosférica debería ser mayor que la presión atmosférica exterior solamente.

Todas las siguientes respuestas no parecen correctas, ahora llegué a la respuesta conmigo mismo: trate el aire interior como gas de cierta densidad. Entonces es obvio que la presión del interior del papel siempre es igual a la del exterior a menos que la presión ejercida por la gravedad del sistema {agua+gas} supere la presión atmosférica exterior. La clave es que adentro no hay {presión de agua+presión atmosférica} sino {1: presión de agua+ 2: presión de aire pequeña por la propia gravedad del aire interior+ 3: presión de atmósfera grande-(1.+2.)}=presión atmosférica. La tercera fuerza procedía de la parte superior interior de la taza volteada. Entonces, el papel no caería hasta (1.+2.)> presión atmosférica, incluso cuando el papel es un cuerpo rígido, en contraste con el resultado de Steeven u otros.

Considere elegir un título que realmente refleje de qué se trata la pregunta . Consulte también nuestra meta publicación sobre buenos títulos de preguntas .
¿Por qué habría presión atmosférica dentro de la taza?
@Steeven porque el vaso inicialmente está medio lleno, por lo que el aire del interior simplemente se mueve hacia la parte superior del vaso, no veo cómo se podría generar un vacío
Hice una estimación aproximada y obtuve que un cambio en h (un bulto en la parte inferior) seis órdenes de magnitud más pequeño que h da como resultado un cambio en la presión suficiente para contrarrestar el peso (no lo publiqué porque no verifiqué si el resultado es correcto)
Agregue la respuesta como una nueva respuesta en lugar de agregarla a la pregunta.

Respuestas (2)

Cuando la taza se pone boca abajo, el agua quiere caerse. Por lo tanto, la cavidad llena de aire se estira un poco a medida que la gravedad empuja el agua hacia abajo. El aire se expande un poco. Esto reduce la presión del aire dentro de la taza, ya que al aumentar el volumen se reduce la presión. Esto se insinúa en la ecuación de los gases ideales:

pag V = norte R T

Pronto esta presión más baja tira hacia arriba con la misma fuerza que el peso del agua tira hacia abajo. El agua ahora se mantiene en su lugar y la presión en el interior es más baja que la presión atmosférica en el exterior.

Si agitas el agua agitando la taza, de repente diferentes fuerzas trabajan en diferentes partes de la superficie del agua ya que el nivel del agua no es constante. Si la cantidad de agua en cualquier punto se desplaza lo suficiente como para que aparezca una brecha y entre aire exterior, entonces se restablece la presión atmosférica dentro de la taza, el agua ya no se mantiene y se cae.

Entonces, si usa un material rígido en lugar de papel, no funcionará porque el volumen de agua y, por lo tanto, del aire no cambiará.
@brucesmitherson Debería ser posible, no se mueve mucho. Además, el agua no necesita necesariamente el papel debajo. Eso es simplemente para evitar perturbaciones en el agua. Entonces, si el gab se hizo colocando otro material plano pero rígido debajo, solo tiene que ser lo suficientemente pequeño para evitar que el agua "cambie de forma".
Por favor, vea mis respuestas en mi publicación modificada. Ahora creo que la razón está clara. La forma cambiante del papel no importa.
¿Quién habló de un cambio de forma del papel? Para evitar que aumente el volumen, la presión está cayendo de acuerdo con la ecuación del gas ideal. Este es el caso sin aire en la taza y es el caso con aire en la taza. Además, no entiendo claramente la solución que escribió en su pregunta. ¿Podría escribirla más claramente?

¿Cómo la presión del aire sobre una hoja de papel retiene el agua en un vaso invertido medio lleno?

En la imagen adjunta se ilustra un modelo simplificado del experimento que ha visto. Inicialmente tiene un pistón con una cierta cantidad de aire a 1 atm adentro y un pistón de masa m y superficie S en algún lugar del cilindro. Luego dejas caer el pistón. Alcanzará un equilibrio estático cuando:

PAG A i r C y yo i norte d mi r ∗ S + metro gramo = 1 a t metro ∗ S

Resolviendo la ecuación se obtiene:

PAG A i r C y yo i norte d mi r = 1 a t metro − metro gramo / S

ingrese la descripción de la imagen aquí

Es un caso diferente. En su caso, el aire está en la parte superior, por lo que el volumen se puede estirar, lo que disminuye la presión del aire. Sin embargo, en el caso de la taza de agua, el aire está en el fondo, por lo que si el papel es rígido como el pistón, la presión del aire aumentará y provocará la caída.
En mi caso el pistón negro simboliza la masa de agua no el papel. El papel se puede tomar como el lado inferior (la base) del pistón. Respecto a la segunda parte de tu comentario, el agua tiene que estar en contacto con el papel. No es posible tener papel - aire - agua cuando el vaso está boca abajo.
la configuración de papel-aire-agua es posible, la imagen imgur.com/EsRadFi ya mostró esto. Para conocer el razonamiento, consulte los comentarios de Steeven y míos.
Curio, amplifiqué tus fotos y el aire está claramente por encima del agua cuando el vaso está boca abajo. Simplemente no has estudiado las imágenes cuidadosamente.
Por favor, vea mis respuestas en mi publicación modificada. Ahora creo que la razón está clara. Solo piense que el aire en el interior es cierto fluido o gas, incluso puede tener una densidad algo más alta que el aire que el papel no dejaría caer. La configuración papel-aire-agua es posible.
Curio, ven con un dibujo claro y publícalo junto con tus explicaciones. No es tan evidente lo que realmente quieres. Una cosa está clara, la interfaz libre agua - aire con el agua de arriba y el aire de abajo es inestable y el agua cae incluso si el aire se comprime a muchas atm.
@Curio ¿Estás diciendo que el agua se quedaría POR ENCIMA del aire?... ¿Que no caería al fondo y el aire subiría a la parte superior para que cambien de lugar dentro de la taza?
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