29 enero 2007

¿Qué forma tienen las gotas de lluvia?

Normalmente se tiende a decir que tiene una forma como la de la imagen:



Por qué al primero que intentó dibujar una gota se le ocurrió esta forma, sinceramente no lo sé. Aunque se me ocurre que tal vez sea porque la gota antes de caer de un grifo mal cerrado, por ejemplo, adquiere esta forma al despegarse porque "desgarra" la tensión superficial del líquido "pegado" al grifo con su peso. Así que uno al no poder ver bien la gota (es dificil ver la forma verdadera de una gota de agua cuando cae) cree que cuando cae mantiene esa forma.

Sin embargo las gotas de lluvia son esféricas ya que de esta manera su tensión superficial es mínima.

Claro, claro, pero ¿que es la tensión superficial y por qué tiene que ser mínima?. Cada molécula de agua atrae a otras moléculas de agua cercanas, del mismo modo que en un bloque de hierro una mólecula de hierro atrae a otra y se mantiene unido. Sin embargo en un líquido esta tendencia es menor, por eso tienden a mantenerse unidos (los líquidos) pero son incapaces de conservar la forma (if you put water into a teepot it becomes the teepot), en un gas ni siquiera pueden mantenerse unidas.

Ahora imaginemos una molécula de agua de por la mitad del líquido. Una molecula de abajo lo atrae hacia abajo, pero otra de arriba tambien y con la misma fuerza así que se anulan, una de la derecha tambien la atrae pero como tiene otra a su izquierda se anula otra vez, y así con todas las moleculas de su alrededor. Pero qué pasa con su superficie. En la superficie no hay moleculas más alla del límite del líquido con lo que se produce una barrera que esta en tensión, como si fuese una membrana.

Ahora imaginemos que deformamos esa membrana (como si nos sentasemos encima de un globo inchado) el globo se deforma si, pero hay partes del globo que se estiran y al estirarse actuan como un pequeño muelle se estira pero aumenta su fuerza (a medida que el muelle se estira hay que hacer más fuerza, o poner más peso, para seguir deformandolo). Evidentemente si quitamos la carga el muelle se encoge hasta su posición inicial. Con el globo pasaría lo mismo. ¿Y con el agua?

Pues con el agua igual, si la gota tiene forma esférica las fuerzas de atracción entre cada una de sus moléculas superficiales será la misma o lo que es lo mismo todos sus muelles estarán igual de estirados. Pero si se deforma habrá muelles demasiado estirados y a la minima que puedan se volveran a encoger "tienden" a encogerse por eso la forma "tiende a ser esférica.

Vaaaale se acepta barco como animal acuático, pero lo de que la gota es una esfera solo es en condiciones de equilibrio. Porque si es verdad que es como muchos muelles juntos debería oscilar (como un mal amortiguador de coche).

Bien, pero es que eso es exactamente lo que ocurrever animación

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