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Botellas, burbujas y roturas
Un truco popular para las fiestas es llenar una botella de vidrio con agua y golpear la parte superior de la botella con la mano abierta, lo que hace que la parte inferior de la botella se abra, dicen David Jesse Daily y sus amigos de la Universidad Brigham Young en Provo, Utah.
Las botellas se rompen solo cuando se llenan con agua sin gas y no cuando se llenan con la sustancia gaseosa o cuando están vacías. La pregunta es: ¿por qué?
Hoy, estos chicos revelan exactamente cómo ocurre este proceso en un video interesante para la competencia Gallery of Fluid Motion de este año, un evento anual dirigido por la División de Dinámica de Fluidos de la Sociedad Estadounidense de Física ( descarga de alta resolución o descarga de baja resolución ).
Estos tipos primero miden el instante en el que se rompe la botella y dicen que no coincide con el instante en que se golpea la botella.
En cambio, usan imágenes de video de alta velocidad para mostrar que el impacto de la mano hace que la botella se acelere hacia abajo y esto crea una región de baja presión en el fondo del líquido.
Si la aceleración es lo suficientemente grande, la presión cae por debajo de la presión de vapor y el fluido se evapora formando burbujas. Este es un proceso bien conocido conocido como cavitación.
Tan pronto como la presión vuelve a la normalidad, las burbujas colapsan. Pero, curiosamente, este colapso se produce a unas diez veces la tasa de formación de burbujas. También produce fuerzas instantáneas mucho más concentradas que las que produjeron la aceleración.
Son estas fuerzas las que rompen la botella.
Daily y compañía continúan demostrando que este proceso no funciona cuando la botella está llena de agua carbonatada. La razón es simple. El impacto de la mano hace que se formen burbujas como antes, pero en lugar de colapsar, las burbujas se llenan de dióxido de carbono y se alejan flotando.
Del mismo modo, el efecto no funciona con una botella vacía porque las burbujas no se pueden formar en absoluto.
Así que ahora lo sabes.
¿Y la moraleja de esta historia? Evite las fiestas de estudiantes de posgrado en Utah.
Ref: arxiv.org/abs/1210.3764 : Agrietamiento catastrófico por cortesía de Cavitación Quiescente