¿A qué velocidad tendría que agitar los brazos para volar?

Supongamos que soy un super-ser. Desde el exterior me veo y actúo exactamente como un ser humano común. La flexibilidad de mis extremidades es la misma que la de un humano, por lo que no puedo cambiar de forma ni doblar los brazos de forma poco natural.

Mis superpoderes son la fuerza, la velocidad y la resistencia. Puedo mover mis brazos, manos, dedos tan rápido como quiera. Mi piel es dura, así que no me quemaré.

Suponiendo que no tengo equipo y estoy vestido solo con un traje de baño común (pero extra fuerte), ¿qué tan rápido tengo que agitar mis brazos (y/o piernas) para volar? ¿Cuál es el mejor tipo de movimiento para volar por el aire, nadar o aletear?

suposiciones

Soy lo suficientemente fuerte y rápido para realizar los movimientos requeridos continuamente durante, digamos, media hora.

No estoy dañado por el estrés y las tensiones de mis esfuerzos.

Soy de peso promedio, construcción de altura, etc. para un ser humano. Desde el exterior, nadie puede notar la diferencia simplemente mirando.

La gravedad y otras condiciones son normales en la Tierra para mí y no tengo poderes de levitación aparte de lo que puedo lograr moviendo mis extremidades.

Puedo saltar para despegar pero no puedo cubrir largas distancias sin aletear. Necesito volar y mantener una altura y velocidad constantes** durante al menos media hora y eso no sería práctico si simplemente saltara.

notas

En caso de que alguien objete que mis superpoderes requieren magia. Puede que sea así, pero toda la magia está contenida dentro de mi cuerpo. No puedo alcanzar y cambiar las fuerzas de la naturaleza como la gravedad. Solo puedo afectar lo que está dentro de mi piel y no puedo cambiar mi masa.

** Recientemente edité el requisito a altura y velocidad constantes para mayor claridad.

no puedes No es una cuestión de velocidad. Es una cuestión de aerodinámica. Agitar los brazos no genera sustentación.
@Mary: ¿qué hay de hacer un golpe de pecho súper rápido entonces?
Estoy convencido de que @Mary tiene razón. Es fácil empujar contra el agua en comparación con la atmósfera. Agitar los brazos a supervelocidad generaría mucho ruido y podría crear una interferencia atmosférica localizada, pero un brazo simplemente no puede empujar suficiente aire a ninguna velocidad para desplazar el peso del cuerpo. Incluso si no aleteaste y te convertiste al movimiento de un nadador para tomar aire en la brazada hacia abajo pero minimizar la resistencia contra la brazada hacia arriba... No puedo sentir la suspensión de la incredulidad en este caso. El área de superficie del ala de un pájaro frente a su peso es enorme en comparación con un ser humano.
Con suficiente empuje cerdo puede volar, necesita muy fuerte nivel sobrehumano fuerte... pedos. Luego use el aleteo para señalar a los equipos de tierra su progreso.
No puedes... sin ayuda. Para generar sustentación sin superficies aerodinámicas, debe poder empujar más aire hacia abajo que hacia arriba , y la mejor proporción que puede generar con la anatomía humana es insignificante (sus brazos son más o menos redondos). Necesitaría atar algún tipo de "alas" artificiales para tener un área mucho mayor para empujar el aire hacia abajo que luego puede rotar 90 ° para minimizar la cantidad de aire que empuja en la carrera ascendente.
¡@Mary Anything vuela con suficiente poder detrás!
@JBH Si mueve los brazos lo suficientemente rápido, en teoría, el número de Reynolds debería aumentar hasta el punto en que sería más como si estuviera nadando que volando. Pero está la molesta barrera del sonido en el camino. También necesitaría armas hechas de unobtanium y una fuente de combustible hecha de unobtanium. De cualquier manera, espere agitar los brazos mucho más rápido que un colibrí.
@DKNguyen: el unobtanium está bien siempre que esté contenido dentro de la piel del héroe (supongo que podría haber un problema con la generación de calor y prender fuego a todo lo que esté cerca). Digamos que su cuerpo contiene un portal portátil para una gran fuente de energía y otro para los gases de escape. La velocidad del colibrí se está calentando para este tipo.
Sin embargo, sinceramente, como superser, sería mucho más fácil usar tus superpoderes para pedalear en una máquina voladora antigua. O frota tus manos muy rápido para producir suficiente calor para un globo aerostático o algún método ridículo como ese, porque todos son menos ridículos que mover tus extremidades tan rápido como si estuvieras flotando en el aire.
@DKNguyen: el problema es que, como superhéroe, no sé cuándo me necesitarán. No puedo cargar con un globo desinflado donde quiera que vaya. Son bastante voluminosos, lo mismo con un avión.

Respuestas (5)

Mis superpoderes son la fuerza, la velocidad y la resistencia. Puedo mover mis brazos, manos, dedos tan rápido como quiera. Mi piel es dura, así que no me quemaré.

¿Por qué volar en absoluto? Solo corre y salta. Si eres lo suficientemente rápido y fuerte, puedes hacer un salto de longitud extraordinario (piensa en los atletas olímpicos) que parecería que estás volando para cualquier persona en el suelo. Pero realmente, ¿a quién le importa si generas sustentación? Efectivamente estás volando, porque has despejado edificios y cosas por el estilo y te estás moviendo a vuelo de pájaro. Por supuesto, esto conduciría a la consecuencia de no poder cambiar de dirección una vez que estés en el aire, ya que no eres un perfil aerodinámico. Y es posible que atravieses algunos edificios con un salto mal sincronizado en tu camino hacia arriba o hacia abajo. Pero supongamos que chocar y/o atravesar edificios es solo una diversión inofensiva para ti.

Pero la gente aún puede estar convencida de que, de hecho, estás volando, cuando en realidad solo estás cayendo en una trayectoria predeterminada. Quiero decir, ve a ver un avión, ¿sabrías si está volando o cayendo a menos que haga algo que requiera un perfil aerodinámico como girar? Podría haber sido lanzado por una catapulta a millas de distancia y aterrizar a millas de distancia, por lo que sabes.

Además, puedes hacer movimientos de natación mientras caes y decirle a la gente que puedes nadar por el aire para tratar de convencer a la gente de que puedes volar, pero sabes la verdad, solo estás saltando.
Gracias. Mencioné (y eliminé) eso en mis suposiciones. El problema es que quiero mantener una velocidad y altitud constantes. Por ejemplo, podría ayudar a mis vecinos rociando sus cultivos o podría hacer búsqueda y rescate en el mar cuando está demasiado agitado para los helicópteros. Sin la habilidad de flotar, sería muy difícil localizar a un sobreviviente solitario en un cinturón salvavidas. Además, sería muy difícil, si no imposible, saltar del mar si caía en el lugar equivocado o si estaba tratando de llevar al sobreviviente.
Supongo que es cierto, pero con suficiente velocidad, podrías entrar en una órbita terrestre extremadamente baja hasta que la fricción del aire te redujera la velocidad lo suficiente como para aterrizar. Tomo su punto de que le gustaría flotar, y eso realmente no resolvería su problema. Pero, en teoría, podría permanecer despierto más de media hora con solo un salto sin gastar energía adicional.
Su otra opción es mover el mundo fuera de la tierra. Entonces la atmósfera puede ser más densa que en la tierra. Permitiéndote "nadar" a través de la atmósfera. Las leyes de la dinámica de fluidos permitirían tal cosa si la atmósfera fuera más densa. No hay mucha diferencia entre volar y nadar aparte de la densidad del medio. En tal mundo, el vuelo se habría descubierto mucho antes y, naturalmente, más animales también serían capaces de volar.

Así que... necesitarías algún tipo de traje.

Supongo que esto podría tomar cualquiera de muchas formas (autogiro, traje de alas de salto base, etc.) para cambiar su aerodinámica. Luego, el aleteo o el pedaleo de brazos y/o piernas se utilizaría como fuente de energía. Como dijo Ryan, también puedes hacer saltos largos y usar tu traje de alas para dirigir tu caída/planeo. Este no sería un vuelo totalmente sin asistencia, pero debido al peso y la aerodinámica del cuerpo humano, el vuelo es imposible sin un poco de ayuda, al menos hasta donde yo entiendo. A diferencia de un pájaro, que tiene alas en forma, nuestros brazos tienen relativamente la misma forma en la parte superior e inferior, lo que significa que el aleteo genera tanta fuerza descendente como la fuerza ascendente: volar con los brazos es como levantarse en un balde por el asa.

SI debe tener solo un traje de baño: quíteselo. Libre y ventoso es el camino a seguir; usa ese traje estratégicamente grande para hacerte un pequeño paracaídas o perfil aerodinámico. Salta y planea. Repetir. Serás el superhéroe más fresco y menos sudoroso, incluso si tienes que sufrir la indignidad de nombres de superhéroes como Butt-boy™ o Ballbouncer™.

Realmente no me gusta la idea de ningún tipo de equipo. Si mi ropa pudiera convertirse de alguna manera sin demasiados problemas y no fuera demasiado voluminosa cuando se usa, entonces esa es una posibilidad. Creo que mis manos podrían actuar como pequeñas alas. Pueden formar una forma aerodinámica y el ángulo se puede cambiar. Estoy seguro de que hay algún ascensor disponible de esa manera.

no puedes Como dijo Mary en los comentarios, no es una cuestión de fuerza, es una cuestión de aerodinámica.

Para volar necesitas generar sustentación, y para eso necesitas una superficie apropiada. Las alas son buenas para eso porque desvían el aire de la manera correcta. Para un brazo humano, el aire lo atraviesa por ambos lados. La cantidad de sustentación es despreciable. Podrías mover tus brazos a velocidades supersónicas y aún estarías atrapado en el suelo.

Un cuerpo humano completo puede tener suficiente sustentación para mantenerse a flote si hay un viento muy fuerte que viene de abajo. Esta es la base de cierta atracción en algunos parques de atracciones, llamada túnel de viento vertical:

Una persona flotando dentro de un túnel de viento vertical.

Ya sabes cómo funciona eso. Para poder volar, tu héroe tendría que generar esa cantidad de viento. Ninguna cantidad de aleteo de brazos generará eso debido a la aerodinámica, por lo que lo siguiente que debes considerar es volar como Superman. Siendo realistas, eso tampoco funciona, porque simplemente no puedes almacenar suficiente aire en tus pulmones para lograrlo continuamente. Y si lo haces en bocanadas, estarás aspirando casi el mismo aire que soplas.

Alternativamente, el héroe podría volar hacia abajo muy rápido. El mismo principio de los cohetes funciona aquí: tendrá tanto impulso hacia arriba como el impulso del gas hacia abajo. Verás llamas o plasma saliendo de la boca del héroe, pero el héroe subirá muy rápido. Eso permitiría algo de tiempo para llenar los pulmones nuevamente, y luego otro golpe en la dirección opuesta a la que quieres ir. Esto permitiría un vuelo sostenido.

Felicidades, eres un colibrí humano

Ok, entonces esta idea es simplemente ridícula, pero no creo que sea técnicamente imposible. Primera regla:

  1. Los colibríes baten sus alas en forma de ocho

Ese va a ser tu modus operandi también. Debe esperar hacer exactamente lo mismo con su cuerpo en el aire que haría en el agua para mantenerse a flote, por lo que moverá los brazos en pequeños ochos a los costados debajo de los hombros y posiblemente tan bajo como tu cintura.

  1. Los colibríes baten sus alas hasta 70 veces por segundo

Ese es un límite inferior para la rapidez con la que tienes que mover los brazos, pero hay algunas cosas importantes que debes recordar:

En primer lugar, tus brazos son más aerodinámicos que las alas de un colibrí. Cuánto más aerodinámico no es realmente algo que sepa lo suficiente de dinámica de fluidos para calcular, pero creo que es justo suponer que son al menos 3 veces más aerodinámicos que las alas de un colibrí como resultado del ancho y la forma. Por lo tanto, deberíamos triplicar esa velocidad a 210 latidos por segundo.

En segundo lugar, la envergadura de las alas de las aves voladoras suele aumentar a un ritmo aproximadamente equivalente a la raíz cuadrada del peso de un animal . Ok, entonces un colibrí tiene una envergadura de alrededor de 6 centímetros y pesa alrededor de 5 gramos. Supondremos que tienes una envergadura de alrededor de 1,5 metros (25 veces la del colibrí) y pesas 75 kg para simplificar las matemáticas (15 000 veces la del colibrí). Esto significa que su envergadura es unas 5 veces demasiado corta para el trabajo que necesita hacer. Raíz cuadrada porque el área de tus alas aumenta con el cuadrado de tu envergadura y es el área de tus alas la que hace el trabajo, y obtienes una nueva velocidad de aleteo redondeada a 500 latidos por segundo.

Si mueve sus manos en pequeños ochos a su lado 500 veces por segundo, espero que se muevan al menos 30 cm por aleta, o 150 m / s (335 mph para nosotros, fanáticos de las medidas imperiales).

No entiendo completamente tu cálculo. Sin embargo, la velocidad de movimiento que sugiere no es un problema: aumente hasta 1000 bps si lo desea. PD: no fui yo quien votó negativo.

Puedes saltar, y cuando saltas no agitas las piernas como lo hace una mosca con sus alas. Levanta los brazos una vez, muy lento... Luego bájalos lo suficientemente rápido para mover más aire que tu peso.

¿Qué tan rápido sería? Lo suficientemente rápido como para crear un agujero de vacío en el aire donde viajan tus brazos... Así que por encima de la velocidad del sonido. Tus brazos sonarán como disparos.

Me gusta la idea del sonido del disparo. Probablemente sonará como un arma automática, excelente. Creo que lo que estás sugiriendo se parece mucho a la brazada de pecho al nadar. Puede empujar los brazos hacia adelante cuando están juntos, pero extiéndalos para la carrera hacia abajo.
¿A qué velocidad tendría que agitar los brazos para volar?
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