¿Por qué me hundo y luego floto en una piscina?

Estaba nadando esta mañana y observé algo extraño: si dejo de flotar en el agua, mantengo las piernas juntas, los brazos presionados contra los costados, entonces me hundo a unos 3 m por debajo de la superficie, y luego me levanto de nuevo y floto. Probé diferentes posiciones y obtuve el mismo efecto, en diversos grados.

¿Alguien sabe acerca de la física detrás de esto?

Si estás por encima del agua, tu peso es más fuerte que la flotabilidad y te hundes. A medida que desciendes, las dos fuerzas finalmente se cancelan, pero debido a la inercia, sigues descendiendo un poco. Si el agua no causara arrastre, oscilaría alrededor de su altura de equilibrio.
Lo que dice Janvier, también si tienes poco contenido de grasa tu flotabilidad será menor (el músculo es más denso). Si no te mueves, te hundirás.
@Javier Está experimentando una oscilación de unos 3 m, por lo que eso no lo explica por completo. También debe tener en cuenta el aire en sus pulmones y los movimientos musculares involuntarios que deben estar afectando su oscilación. De lo contrario, habría (o debería) haber dicho que dejó de oscilar mientras aún estaba bajo el agua a menos que mantuviera toda la respiración todo el tiempo.
@Tetradic: eso puede ser correcto (no lo sé), pero no es inmediatamente obvio para mí que 3m no pueda explicarse completamente por lo que dije.
Probablemente se refiere a sus pies a 3 metros. "pisando"
No quiero que te ahogues, pero ¿estás preparado para experimentar un poco? Pruébalo con los pulmones llenos, todo lo que puedas inhalar, luego pruébalo después de una exhalación profunda.
@Javier La aceleración de hundimiento para alguien que está exponiendo .3 metro 3 fuera del agua (básicamente la cabeza) es de unos 4 metro s 2 . Es más que probable que tengas razón.
@Javier 3m definitivamente suena demasiado alto. Me he hundido menos en el agua mientras saltaba activamente al estilo "bala de cañón". Podría corresponder a saltar al estilo "lápiz".

Respuestas (1)

Si está por encima del agua, será acelerado hacia abajo hasta que el peso del agua que disperse sea igual a su propio peso (llamando a este nivel X ). Tan pronto como esté completamente sumergido, la fuerza gravitatoria hacia abajo será ρ V gramo y por el principio de Arquímedes la fuerza hacia arriba será ρ w V gramo , dónde ρ es tu densidad, V es su volumen y ρ w es la densidad del agua. Por lo tanto, la fuerza total hacia abajo es V gramo ( ρ − ρ w ) .

Entonces, dependiendo de su densidad, seguirá acelerando hacia abajo ( X nunca se alcanza), o comience a acelerar tan pronto como pase el nivel X . Como los humanos somos casi 90 % agua, nuestra densidad es muy cercana a la del agua (la mayoría de las personas son un poco más densas). De tal manera que probablemente pueda empujar su densidad para que sea más alta que el agua si completa la exhalación, luego acelerará hasta el fondo de la piscina.

Si eres menos denso, comenzarás a acelerar tan pronto como alcances el nivel. X esta aceleración más el arrastre (que dependería de su posición) lo ralentizarán hasta que su velocidad sea cero, luego será acelerado hacia arriba y, si puede contener la respiración el tiempo suficiente, debería oscilar alrededor del nivel. X con una amplitud que decae exponencialmente. Y dependiendo de su velocidad inicial en el punto X y su densidad, la amplitud variará.

Básicamente es un oscilador armónico modificado, pero no del todo porque la fuerza para cuando estás más alto que el nivel X no es de posición lineal.

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