A2A.
Como se respondió rápidamente, la aerodinámica no funciona en el vacío. Sin embargo, la pregunta parece estar dirigida al impacto de la densidad de medios durante el vuelo, y mi respuesta se centra en eso.
Las aves vuelan desplazando el aire, de la misma manera que nadas desplazando el agua. Las dos fuerzas principales que actúan durante el vuelo son arrastrar y levantar. El ascensor es el responsable de hacer que las aves no caigan al suelo. Arrastrar es una fuerza opuesta al movimiento del pájaro (puedes considerarlo como la fuerza que tiene que hacer el pájaro para que pueda desplazar el aire a su alrededor).
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Arrastre y levante ilustrado
Se puede demostrar (matemáticamente, pero no me molestaré aquí) que, para cualquier cuerpo (ya sea un pájaro o un avión), la fuerza de elevación es la ecuación de la densidad [matemática] \ rho [/ matemática] multiplicada por la velocidad [matemática ] V [/ math] multiplicado por una cantidad llamada circulación ([math] \ Gamma [/ math]), es decir
[matemáticas] L = \ rho V \ Gamma [/ matemáticas]
Esto es realmente solo una fórmula matemática, y no se le puede sacar mucha interpretación física. Sin embargo, esta fórmula sugiere una relación lineal entre qué tan bien se mantiene el ave fuera del suelo (que se mide por la elevación que genera) y la densidad media. Para un rango estrecho de densidades, esto es bastante cierto.
Por ejemplo, si tiene un pájaro volando a nivel del mar y otro volando a 1000m, donde la densidad del aire es del 90% de la densidad al nivel del mar, descubrirá que, siempre que vuelen a la misma velocidad , el ascensor generado por el que vuela más alto es el 90% del que vuela al nivel del mar.
Sin embargo, si desea comparar la cantidad de elevación que generaría un pájaro bajo el agua en comparación con la cantidad que generaría en el aire al nivel del mar, no puede asumir que la circulación permanece constante en ambos casos. Esto se debe a que la circulación se calcula a partir de una de las ecuaciones más complejas de las matemáticas, las ecuaciones de Navier-Stokes, en la que la densidad es un factor muy importante. Por lo tanto, para pequeños cambios en la densidad, la circulación permanece casi igual. Sin embargo, si está comparando agua con aire, la relación es mucho más compleja.
Sin embargo, en general, es seguro decir que cuanto mayor sea la densidad, más elevación generará. Sin embargo, resulta que el arrastre (que está en contra del movimiento), aumenta también con la densidad, y también es una función de las ecuaciones de Navier-Stokes. Por lo tanto, la relación entre ser más fácil o más difícil de volar en diferentes densidades es muy complicada. Aunque puede generar más elevación en un entorno de alta densidad, su resistencia será mucho mayor. Es por eso que los aviones vuelan alto en la atmósfera, donde la densidad es baja (y por lo tanto no generan tanta elevación como lo harían al nivel del mar), pero la resistencia es mucho menor.
