Si tuvieras una bola de cristal llena de agua, completamente sellada y conteniendo un pez, ¿podría el pez mover la bola?
Sí, con la gravedad y una definición generosa de "moverse"... sería el mismo principio que los juguetes en los que puedes controlar una esfera usando un control de radio ( o usando tu iphone) . El pez nada a lo largo del borde y la gravedad lo empuja hacia abajo, lo que inicia una rotación del agua y, por fricción con la esfera, inicia el movimiento de rodadura de la esfera en el suelo u otra superficie. Obviamente, la fricción agua/esfera probablemente será minúscula, pero al menos es posible en teoría :)
Por supuesto, una pregunta de seguimiento sería si es posible mover una esfera herméticamente sellada que flota libremente en el vacío y sin gravedad ni ningún otro campo apreciable que la cruce. ¡Si resuelves esto, estoy bastante seguro de que la NASA querrá hablar contigo (o con los peces)!
Sí, el pez podría (al menos en teoría) mover la pelota.
Una forma rápida de visualizar por qué esto es así es imaginarse encerrado en una bola de aire de 7 pies de diámetro. Podrías mover fácilmente la pelota caminando en la dirección que querías que fuera. Por supuesto, le resultará mucho más fácil, ya que su densidad es mucho más alta en relación con el fluido circundante (aire). La densidad del pez está mucho más cerca del fluido circundante (agua), por lo que tendría más dificultades.
Creo que la respuesta aceptada es defectuosa, ya que supone que el pez tiene una densidad diferente a la del agua. Pero si los peces fueran más pesados que el agua entonces se hundirían, mientras que si los peces fueran más livianos que el agua flotarían, ¡y claramente ninguna de estas cosas sucede!
De hecho, los peces tienen un órgano llamado vejiga natatoria que se usa para mantener a los peces exactamente en la misma densidad que el agua que los rodea, de modo que no haya flotabilidad contra la cual luchar. Si un pez quiere subir, baja un poco su densidad llenando la vejiga de gas. Esto aumenta el volumen del pescado pero no cambia mucho la masa, por lo que tiene el efecto de disminuir su densidad. Por el contrario, si el pez quiere descender aumenta su densidad liberando algo de gas y disminuyendo el tamaño de la vejiga.
Entonces, el pez no moverá el centro de masa nadando normalmente. Pero todavía puede mover la pelota si quiere... Así.
Primero suelta todo el gas de su vejiga natatoria para que se vuelva más denso que el agua y se hunde hasta la base de la bola, donde ahora queda atrapado como un ser terrestre. El problema ahora es equivalente al de un hámster en una pelota. El pez puede arrastrarse por el costado de la pelota con sus aletas, tal como lo haría un hámster, haciendo que la pelota ruede hacia adelante.
Una estrategia alternativa es que el pez expanda su vejiga natatoria en lugar de flotar hasta la parte superior de la bola y luego nadar hacia adelante. Pero tenga en cuenta que esto, de hecho, movería la bola hacia atrás, ya que el pez ahora es menos denso que el agua que lo rodea, por lo que sería más difícil para el pez ver hacia dónde se dirigía.
EDITAR: Reflexionando más, observo que si la bola está completamente llena de agua al comienzo del experimento, es probable que esta segunda estrategia sea difícil, si no imposible, para el pez. Esto se debe a que tendrá dificultades para aumentar su volumen debido a la incompresibilidad del agua. Por lo tanto, la primera estrategia de volverse más denso liberando gas de la vejiga natatoria es probablemente su única opción viable.
Sí, el pez puede mover la bola sellada, pero el centro de masa del pez y la bola no se moverán.
kakaz
Jorge
Pedro Shor
Andrés
Motl de Luboš