¿Podemos nadar en un líquido de viscosidad cero? Si no, ¿cómo podemos movernos en él?

Moverse a través del fluido invisible (fluido sin viscosidad) sería bastante extraño y bastante intuitivo. Pero la parte de flotabilidad sería muy similar a la flotabilidad en el agua. Si el fluido invisible fuera más denso que usted, entonces flotaría en la superficie libre como en un charco de agua. Pero si hay aire normal sobre el charco de fluido invisible, entonces podría usar el aire para propulsarse. Entonces, ignoremos el aire por ahora y consideremos la interacción solo con el fluido invisible. De hecho, supongamos que está sumergido en el líquido y su gravedad es cero (o que está neutralmente flotante).

Si pudiera empujar una pared rígida, seguiría moviéndose en línea recta a través del fluido. No importa cómo distorsione su cuerpo, no habría forma de cambiar la dirección en la que viajaba. Las alas necesitan una pequeña cantidad de viscosidad para generar elevación al usarla para causar la separación del flujo en el borde posterior afilado. En lugar de separarse en el borde posterior, nuestro fluido invisible se deslizaría por esa esquina con una velocidad infinita justo en la esquina. No habría elevación en ningún ángulo de ataque. Y sin arrastre tampoco.

Si te colocasen en el fluido sin velocidad, te quedarías para siempre en ese lugar. No importa cómo ahuecaste las manos, no podías propulsarte. La fuerza de arrastre en tus manos sería cero.

Como alguien más sugirió, podrías ponerte en movimiento tirando algo más. Pero solo mover tus brazos y piernas no te impulsará. El líquido simplemente se escabulliría y todo se cancelaría. Sin empuje neto.

Pero si pateas una pared y te mueves a través del líquido en una línea recta, ¡podrías cambiar tu velocidad! No arrastrando o levantando, sino manipulando la forma de su cuerpo para cambiar la masa virtual del fluido que se acelera alrededor de su cuerpo.

Mover los brazos a través del líquido en realidad no será lo mismo que moverlos a través del vacío de la manera en que algunas personas parecen pensar. No tendrás ningún arrastre, eso es cierto. Pero aún sentirás una resistencia inercial. Esto se debe a que el fluido tiene masa aunque no tenga viscosidad. A medida que acelera su brazo a través del líquido, parte del líquido tiene que deslizarse alrededor de su brazo y eso produce fuerzas de presión (no fuerzas de corte, solo fuerzas de presión perpendiculares a las superficies sólidas de sus brazos). Y cuando deja de mover los brazos, el líquido sigue presionando su brazo a medida que reduce la velocidad del líquido y de su brazo. El efecto del líquido es muy similar a agregar masa a su brazo. Tus brazos se sentirían pesados. Tus piernas también. Esto sucede en cierta medida también en agua normal, pero los efectos de la viscosidad lo alteran mucho.

Supongamos que su cuerpo se mueve a través del fluido invisible como un torpedo. Esta forma “aerodinámica” tiene una masa virtual relativamente pequeña. Hacemos esto en agua normal para reducir la resistencia. No hay arrastre aquí, así que no disminuyas la velocidad. Solo sigue moviéndote. Ahora mueva los brazos hacia los lados para que sobresalgan como alas del torpedo. Sin ascensor. Pero tienen una masa virtual extra. Más de lo que tenían antes. Más líquido está participando en su movimiento. El impulso total de usted y el fluido es el mismo, pero hay más masa involucrada. Entonces te moverás más lentamente. No mucho más lento, solo un poco más lento. En esta nueva posición, continuará moviéndose a una velocidad constante en línea recta (en la misma dirección que antes) pero con una velocidad más lenta. No hubo arrastre involucrado. Solo una transferencia de impulso utilizando fuerzas de presión. Ahora vuelve a colocar los brazos a los costados. Volverás a acelerar a la velocidad que tenías antes en tu orientación de torpedo.

Ahora gira tus brazos y puedes girar tu cuerpo. Los buzos y gimnastas hacen esto para reorientar sus cuerpos. No hay magia involucrada. Pero puede rotar su cuerpo para hacerlo, de modo que ahora se esté moviendo hacia el flujo en lugar de un torpedo. Algo así como un buceador, excepto que se mueve por el mismo camino de siempre. Ahora tiene un poco más de masa virtual, por lo que viajará un poco más lento. Increíble. No puedes propulsarte y no puedes conducir, pero puedes cambiar tu velocidad. Muy contraintuitivo.

Acabo de ver esto en una publicación de Robert Frost y se relaciona con esta discusión, así que pensé en dejarlo aquí también:

Nadar consiste en mantener su cuerpo sobre la parte superior del líquido utilizando la fuerza de flotación del líquido (y generar más fuerza de flotación cambiando la forma de su cuerpo) y empujando a través del agua con brazos y piernas.

La viscosidad es una propiedad de un líquido que determina su capacidad de fluir.

Para poder nadar a través de un líquido tenemos que tener suficiente fuerza de flotación y reducir la fuerza de arrastre que ofrece el líquido cuando te mueves.
Pero dado que tenemos un líquido hipotético de viscosidad cero, el problema del arrastre está resuelto. ¿Ahora tenemos que ver si la viscosidad tiene algún efecto sobre la flotabilidad?
A mayor densidad del líquido, mayor es la fuerza de flotación. Tanto la viscosidad como la densidad no dependen directamente, pero ambas dependen de la temperatura. Entonces, por esa relación, vemos que mayor temperatura significa menor viscosidad y mayor volumen (o menor densidad). Entonces, para cualquier fluido hipotético, el volumen tendría que ser tan grande que prácticamente se convierta en aire o vacío.

Entonces, sin suficiente flotabilidad. La respuesta simple sería: ¡NO, no podemos!

[NOTA: Si hablamos de superfluidez como en el helio líquido, entonces las leyes básicas de Física involucradas en la natación no se pueden aplicar o asumir allí porque dichos líquidos no se comportan como los líquidos donde la natación es fimiliar para nosotros.]

Posiblemente algo relacionado con esta pregunta:
¿Es posible mover el centro de gravedad de un objeto en el espacio sin expulsar ninguna materia y sin aplicar ninguna fuerza externa?

Hay muchas maneras (higiénicas) si no estás desnudo y muchas formas (antihigiénicas) si estás desnudo.

Pero antes de comenzar, supongo que usted sabe acerca de la viscosidad y la conservación del momento.
En un sistema cerrado (uno que no intercambia ninguna materia con su entorno y no se ve afectado por fuerzas externas) el impulso total es constante.

Caso 1: no desnudo

• Use su ropa: haga un paquete y tírelos en la dirección opuesta a la dirección a la que desea ir.
• Use accesorios como relojes y úselos de la misma manera que la ropa.

Caso 2: Desnudo

• Higiénico: sople aire con la boca si no tiene dificultad para respirar.
• Antihigiénico:
1. Pedo
2. Orinar
3. Escupir

Además, si puede encontrar una situación en la que no hay fricción … la fuerza bien viscosa también es un tipo de / actúa como fricción … Los métodos anteriores funcionarán

Sería más bien como estar acostado en una superficie sin fricción.

Por lo tanto, extienda sus brazos lentamente, levántelos “por encima” de su cabeza, luego acelere rápidamente hacia sus pies. Muévalos lentamente por encima de su cabeza. Repita hasta que haya alcanzado la velocidad que desea, y prepárese para golpearse la cabeza en el otro extremo de la piscina.

Esto no es muy diferente de cómo se mueven los patinadores en estanques, aunque para ellos la superficie no está totalmente libre de fricción, sino que tiene muy poca fricción, por lo que deben seguir remando.

En superficies muy resbaladizas como el hielo, puede hacer algo similar al girar los hombros alternativamente o al usar un movimiento como los patinadores de velocidad y los esquiadores de fondo, aunque para ambos el hielo / nieve tiene una fricción relativamente alta. Sería mucho más difícil comenzar con cero fricción.

No imposible.
El fluido de viscosidad cero no ofrecerá resistencia a sus esfuerzos, por lo tanto, no es posible nadar, más o menos se comporta como el vacío (pero hay materia).

Puede flotar en fluido de viscosidad cero (dependiendo de la densidad del fluido) ya que la flotación depende completamente de la flotabilidad. Según la natación, el empuje hacia adelante puede generarse desplazando el agua hacia atrás. Por viscosidad cero no significa que no habrá fuerza de arrastre. El arrastre de fricción (o cizallamiento) será cero, pero el arrastre de presión seguirá existiendo. Esto significa que puede nadar a gran velocidad fácilmente, pero detenerse será un problema.

La viscosidad del aire es 1.98x 10 ^ -5
puedes relacionarte si es como nadar en el aire incluso si tiene algo de viscosidad. Por lo tanto, no puede moverse en un fluido con viscosidad 0.

La pregunta equivalente es, ¿podemos nadar en el vacío?

La única diferencia será que morirás ahogado en el líquido y explotando en el vacío.