¿Cómo nadarías en agua invisible?

La viscosidad del agua genera arrastre en el cuerpo del nadador, por lo que su efecto es disminuir la velocidad del nadador. Sin embargo, la viscosidad parece ser esencial para que los brazos y las piernas del nadador empujen el agua hacia atrás. ¿Sería capaz un ser humano de nadar en agua con una viscosidad mucho menor? ¿Qué brazada estándar (crol, braza, mariposa) funcionaría mejor/peor? ¿Cómo afectaría una viscosidad más baja al movimiento de los peces en el agua?

El coeficiente de arrastre depende bastante débilmente del número de Reynolds y, por lo tanto, de la viscosidad. Entonces, incluso si la viscosidad disminuyera varias veces (si la densidad permaneciera sin cambios), el cambio del coeficiente de arrastre sería mucho menor, por lo que la dinámica de la natación probablemente no cambiaría mucho.
De alguna manera relacionado: ¿funcionará una hélice en un superfluido? física.stackexchange.com/q/311069/226902

Respuestas (1)

Hay dos fuerzas que debe tener en cuenta al calcular el flujo de fluido, viscoso e inercial. El primero proviene de la viscosidad del fluido y el segundo del impulso del fluido: el impulso es la masa (de un elemento fluido) multiplicada por la velocidad, al igual que para una partícula. En general, a velocidades de cizallamiento muy bajas dominan las fuerzas viscosas, mientras que a velocidades de cizallamiento altas dominan las fuerzas de inercia.

Supongo que al nadar (al menos nadar a alta velocidad), el empuje que puede generar está dominado por fuerzas de inercia. Cuando nadas, estás lanzando agua hacia atrás, por lo que la conservación del impulso te impulsa hacia adelante. Por lo tanto, podría nadar incluso en fluidos con una viscosidad muy baja. La resistencia probablemente esté dominada por la viscosidad, y esto se reduciría en un líquido delgado, por lo que incluso podría nadar más rápido a medida que se reduce la viscosidad.

Calcular exactamente cómo se ve afectada la eficiencia de los distintos golpes me parece difícil y no estoy seguro de que sea prudente especular. Sería fácil hacer algunos experimentos básicos con diferentes fluidos y un juguete para nadar.

Más tarde: parece que Myth Busters ha jugado con esto y hay un artículo aquí . Sin embargo, no parece que hayan hecho ningún experimento.

Como demostración del hecho de que nuestra natación es mayoritariamente inercial, aquí está el clásico artículo "La vida en el número de Reynolds bajo" que habla de lo raro que se ve en el otro límite. jila.colorado.edu/perkinsgroup/…
¿Por qué debemos suponer que la resistencia está dominada por la viscosidad mientras que la carrera está dominada por las fuerzas de inercia? El número de Reynolds R es la relación entre las fuerzas de inercia y las viscosas, y R es como v yo , por lo que un objeto más pequeño (brazo) que se mueve más rápido tendría aproximadamente la misma R que todo el cuerpo, ¿correcto?
Supongo que el número de Reynolds para el flujo alrededor del brazo es mucho más alto que para el flujo alrededor del torso. Nunca he hecho el cálculo, pero ciertamente se siente así cuando nado. Seguro que alguien ha hecho los cálculos. Probablemente valdría la pena buscar en Google concentrado si desea continuar con la pregunta.