Es bastante fácil hacerse una idea usando A=F/M para ver qué tan rápido se hunden las cosas.

El agua creará una fuerza ascendente de ~10 N/L menos el peso (masa * ~10); por lo tanto, a 1 kg/l (densidad humana aproximada), la fuerza es 0, o flotabilidad neutra.

Entonces, si su artículo tiene una densidad de 2 kg / l, eso contrarrestará la fuerza hacia arriba de 10 N dos veces y dará una fuerza hacia abajo de 10 N con una masa de 2 kg - 5m2 ^ -2 hacia abajo. Claramente, una vez que te hundes a más de unos pocos ms ^ -1, la hidrodinámica se activará, pero estás viendo la necesidad de nadar muy fuerte solo para mantener el ritmo.

• Con 1,01 kg/l, está viendo un muy manejable 0,1 ms^-2
• A 1,1 kg/l, aunque ya estás viendo 0,9 ms^-2.

Una gran consideración aquí es cómo respira su criatura: una persona que usa equipo de buceo (o con branquias) probablemente podría moverse bien a 1.1 kg / l bajo el agua, mientras que tratar de respirar en la superficie probablemente tendría dificultades muy rápidamente.

Una cosa que nadie más ha mencionado aún es que la densidad entre los organismos se rige en gran parte por el hecho de que la mayoría de los organismos son en su mayoría agua. Entonces, las posibilidades de tener una criatura muy densa son bastante pequeñas.

Algunos de los términos que está buscando son densidad y flotabilidad.

La explicación rápida y sucia es que cuanto más denso es algo, naturalmente se hundirá debajo del material menos denso y flotará sobre el material más denso.

La flotabilidad, en términos sencillos, está relacionada. Esto es lo que permite que un barco que está hecho de acero, que es mucho más denso que el agua, flote. La flotabilidad es algo así como la densidad relativa. Un barco flota porque toda la masa se distribuye sobre una superficie suficiente para que el barco, como unidad completa, sea menos denso que el agua.

Así que ahora para los animales. Soy un Animal de 117 kg y floto bastante bien, eso es porque soy gordo y por lo tanto, en conjunto, menos denso que el agua. Mi hijo es un Animal de 90 kg muy musculoso y casi sin grasa corporal. Él es, en su conjunto, más denso que el agua y no es flotante. Los hipopótamos son muy móviles en el agua porque están bastante cerca de tener la misma densidad que el agua. Son ligeramente flotantes. Los tigres, al ser muy musculosos, tienen menos flotabilidad pero son muy fuertes, flexibles y ágiles. Por lo tanto, son nadadores muy fuertes. (Por cierto, los hipopótamos también son bastante rápidos en tierra, y NO son amigables. Matan a mucha gente).

Es poco probable que los animales que pretendes ahogar te lo pongan fácil, a menos que tengan las siguientes características:

1. Flotabilidad negativa. Son más densos que el agua, y no por un margen trivial. Este es un problema potencial para criaturas grandes y muy fuertes.

2. Si son lo suficientemente flexibles y ágiles, podrían superar la flotabilidad negativa. Si son fuertes, pero con movilidad limitada, lo van a pasar mal en el agua.

3. Habrían evolucionado en un lugar que no tiene grandes cuerpos de agua, o al menos nada lo suficientemente profundo como para ser una amenaza persistente de obstáculo.

Disculpas a cualquier biólogo que se tire de los pelos por esta versión tan simplificada.

Los hipopótamos no saben nadar, los elefantes sí.

Dos factores principales, la densidad y la fuerza del remo.

El aspecto fundamental de la flotabilidad de una criatura es la densidad general del cuerpo, generalmente cerca del agua, pero varía (la mayoría de los animales son principalmente agua). Se relaciona con la grasa corporal, la masa muscular, etc. El tamaño de los pulmones también lo afecta, unos pulmones más grandes significan que puedes respirar más profundamente y eso te ayuda a mantenerte a flote.

La natación es un asunto completamente separado de la flotabilidad. La natación se trata de tener paletas de tamaño decente disponibles en relación con la cantidad de trabajo que tienen que hacer. Si su criatura es de alta densidad, un hundimiento natural, primero tendrá que tener remos decentes para mantenerse a flote y luego ganar movimiento en relación con el agua. Los patos (y otras aves acuáticas) no tienen este problema, flotan, pero necesitan remos fuertes para sumergirse bajo el agua.

tambien es personal

Como especie, los humanos tienen remos de tamaño razonable (manos y pies), un nadador fuerte entrenado puede sostener su propio peso y una cantidad considerable de masa extra. Un nadador débil tendrá dificultades para mantener su propio peso. Se dice que los soldados romanos se entrenaron para nadar en un río con la armadura completa.

Que tu personaje se ahogue depende de la combinación de estos dos factores.

Realmente no hay un límite de densidad cuando se trata de nadar. Los humanos son demasiado densos para flotar con los pulmones vacíos y nadamos bien, los gatos lo tienen incluso peor que nosotros en algunos aspectos porque tienen músculos más densos y una mayor proporción de músculo por peso que un humano.

El problema es que las criaturas más densas deben usar más energía para mantener una posición particular en la columna de agua, de lo contrario, simplemente se hunden. Por ejemplo, muchos tiburones se hunden si dejan de nadar. El hundimiento es realmente malo si:

A. estás sobre las llanuras abisales y el fondo está literalmente a millas debajo de ti

o

B. necesitas respirar aire. Pero en aguas poco profundas cualquier cosa con branquias es bastante segura.

Así que realmente no hay un límite ni para la masa ni para la densidad de una criatura nadadora que nada todo el tiempo . Lo que hay es un límite de cuán pesada puede ser una criatura diseñada para caminar sobre tierra firme y aun así nadar razonablemente bien. Sin embargo, este no es un límite estricto, depende en gran medida de la estructura corporal exacta de la criatura en cuestión.

Tomemos como ejemplo la diferencia entre un nadador humano y un felino. Los humanos tienen manos y pies bastante planos sin dedos extensibles y solo una red vestigial entre los dedos. Las patas felinas están ahuecadas y tienen membranas y pelaje aceitado entre los dedos.

En resumen, los gatos obtienen mucho más empuje por brazada que los humanos cuando nadan, por lo que los humanos tienen que poner mucha más energía por kilogramo de masa para mantenerse a flote que los gatos. Un gato del tamaño de una persona puede ser considerablemente más pesado pero tener más facilidad para nadar.

Bueno, como mencionaste, en realidad no hay un límite de peso para nadar. Una ballena azul adulta puede pesar hasta 300.000 libras. Siempre que una criatura no sea demasiado densa, en realidad no hay un límite de tamaño para nadar.

Ahora, la densidad, por otro lado, matará muy rápidamente la capacidad de nadar de una criatura. Es difícil ponerle un límite sin mirar a animales específicos, pero perderían la capacidad de nadar rápido. Tenga en cuenta que los humanos y la mayoría de los demás mamíferos son igualmente densos en el agua, lo que le otorga "ingravidez". Cualquier peso adicional causado por una mayor densidad solo significará que necesita ejercer mucha más fuerza hacia arriba para mantenerse a flote. Un ser humano normal no sería capaz de nadar con un 10% más de densidad, ya que esto es como (peor que) nadar con un peso de plomo igual a una décima parte de su peso.