194 Jugando con una copa y una carta

Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa, agua, una carta, un trozo de hilo, aguja y cera o pegamento.

Primera parte 
Llenamos la copa con agua hasta el borde, cubrimos la copa con una carta y, sujetando la carta con la mano, colocamos la copa boca abajo. Si soltamos la carta no caerá ni se derramará el agua.

Segunda parte 
Con ayuda de la aguja atravesamos la carta con un trozo de hilo, anudando uno de los lados del hilo y pegando el nudo a la carta con cera o pegamento. Luego llenamos la copa con agua hasta el borde, cubrimos la copa con la carta y, sujetando la carta con la mano, colocamos la copa boca abajo. Por último, ponemos la copa boca arriba y la dejamos sobre la mesa.
Tirando del hilo suavemente podemos desplazar la carta y la copa sobre la superficie. Incluso podemos levantar la copa de la mesa.

Explicación clásica
Al colocar la copa boca abajo actúan sobre la carta dos fuerzas (despreciando el propio peso de la carta): 1 El peso del agua atrapado en la copa empuja la carta hacia abajo. 2 La fuerza correspondiente a la presión atmosférica que actúa sobre la superficie de la carta empuja la carta hacia arriba. La fuerza correspondiente a la presión atmosférica es superior y la carta queda pegada al borde de la copa.

Explicación alternativa
Al colocar la carta sobre la copa llena de agua dejamos una pequeña capa de aire atrapada bajo la carta. Al colocar la copa boca abajo el peso del agua deforma un poco la carta, aumentado el volumen libre  disponible para el aire atrapado en la copa. Al aumentar el volumen disminuye la presión del aire en el interior de la copa. Ahora las fuerzas que actúan sobre la carta son: 1 El peso del agua atrapado en la copa que empuja hacia abajo. 2 La fuerza correspondiente a la presión del aire atrapado en el interior de la copa que empuja hacia abajo. 3 Y la fuerza correspondiente a la presión atmosférica exterior que empuja hacia arriba. La diferencia entre las fuerzas es muy pequeña y con una pequeña fuerza hacia abajo podemos separar la carta de la copa.

Respecto a la segunda parte del experimento, la carta permanece pegada al borde de la copa por la tensión superficial de la capa de agua que está atrapada entre el borde de la copa y la carta. Si el borde de la copa está seco la carta no se pega a la copa.

Encontré la explicación alternativa en "La Ciencia a tu alcance II"

116 Una forma muy curiosa de trasvasar líquidos

Para realizar nuestro experimento necesitamos un par de copas pequeñas, agua, aceite y una carta de una baraja de cartas.

1 Llenamos una copa con agua y la otra con aceite.

2 Colocamos la carta sobre la copa llena de agua y luego, sujetando la carta con cuidado, colocamos la copa boca abajo. Si soltamos la carta permanecerá “pegada” a la copa sin caer.
La presión atmosférica sobre la carta impide que caiga y se derrame el agua.

3 Luego colocamos la copa llena de agua sobre la copa llena de aceite.

4 Si retiramos la carta con mucho cuidado podemos trasvasar el aceite desde la copa inferior a la copa superior sin derramar nada. El aceite, menos denso, se coloca sobre el agua ocupando totalmente la copa superior y el agua ocupa la copa inferior.

5 Si volvemos a colocar con cuidado la carta entre las dos copas podemos retirar la copa superior con el aceite sin que se derrame.