¿El fuego crea resistencia al aire?

no _ El fuego no crea resistencia. La fuerza de arrastre ofrece resistencia porque estamos empujando al medio (que nos empuja hacia atrás) que obstruye nuestro camino. Depende de la densidad del fluido, nuestra velocidad (para números de Reynolds altos), el área de la sustancia que obstruye el flujo del fluido. Esto se puede ver en nuestra teoría.$F=\frac{1}{2}\rho A v^2C_d$

Una definición repentina de fuego (como se ve en la vida cotidiana) puede ser la quema de algo por oxidación rápida. En otras palabras, está perdiendo la masa del material que se incendia porque el oxígeno lo roba lentamente (cuando se ve en escalas normales) y deja las moléculas en algún tipo de excitación . Tienes suerte de ver los fuegos artificiales, que en realidad se deben a la emisión de radiación de cuerpo negro de las moléculas que vuelan .

Para ser precisos, Fire realmente ayuda a reducir la resistencia. Después de balancear durante algún tiempo, notará que será más fácil para usted balancear la espada, porque se ha estado disolviendo en el aire todo el tiempo (es decir, el área de contacto con el flujo de fluido)$A$se está reduciendo (aunque un efecto insignificante) . Además, la densidad del fluido en el frente (que protege todo el objeto) es bastante menor que la densidad del fluido$(\rho_{air}>\rho_{fired})$, lo que lleva a un movimiento más fácil de la espada...

Creo que es más fácil blandir la espada de fuego que la espada normal.

Tome la ecuación (subsónica) para la resistencia del aire $F_D$:

dónde$C_D$es el coeficiente de arrastre de la espada,$S$la zona frontal,$V$la velocidad a la que lo balanceas, y$\rho_{\mathrm{air}}$la densidad del aire Considere también la ley de los gases ideales ,

con$P$presión,$\rho$la densidad específica,$R$la constante universal de los gases y$T$la temperatura.

A partir de la ley de los gases ideales, es obvio que un aumento de la temperatura daría como resultado una disminución de la densidad y/o un aumento de la presión. Entonces,

y dado que la espada de fuego calentará localmente el flujo de aire,

Sí. El fuego experimenta y crea arrastre.

Tu ejemplo de la espada de fuego confunde un poco el problema y no estoy seguro de si sería más fácil o más difícil porque no estoy seguro de qué es realmente una espada de fuego. Si se sumerge en aceite y se prende fuego, perdería masa aligerándose, calentando el aire a su alrededor y reduciendo la presión. Pero eso está más cerca de una respuesta de estado estacionario; Podría ser más difícil balancearlo porque la nube de gas alrededor de la espada crearía presión (como un motor de cohete). Esto podría equilibrarse porque la nube existe en ambos lados de la espada o podría estar desequilibrado porque la espada en movimiento experimentaría una combustión preferencial en el lado que obtiene oxígeno más fresco del movimiento.

Usemos un ejemplo diferente para aclarar las cosas:

¿Experimentaría arrastre una espada balanceándose a través de una llama?

Sí lo haría. Una llama es una nube de gas ardiente. Como una nube de gas, crea resistencia. También experimenta arrastre en sí mismo. Puede ver esto en los incendios forestales que se propagan en la dirección del viento dominante, el parpadeo de una vela o el movimiento de un hongo atómico en una bola de fuego. La razón por la que la pregunta de la espada llameante es confusa es que los gases reaccionan al arrastre de manera diferente a como lo hacen los sólidos.