La mayoría de las veces es el swing de la primera mitad lo que ayuda
Al mover la masa de los brazos en comparación con la masa del cuerpo, se produce un fenómeno de masa de reacción. La fuerza necesaria para mover los brazos hacia delante aplica una fuerza igual y opuesta hacia atrás sobre el torso. Esto tenderá a tirar de tu torso hacia atrás por encima de tus pies.
Mientras el cuerpo está inclinado hacia delante, la fricción con el suelo se reduce y los movimientos naturales de las piernas tienden a empujar hacia delante. Si basta con balancear los brazos para volver a poner el torso erguido, la fricción mejora y los movimientos naturales de las piernas te empujan hacia atrás.
Por supuesto, si no es suficiente, se acabó. Pero hay suficiente porcentaje de éxito para que sea una buena estrategia. Aprender a utilizar los brazos como masa de reacción para mantener el equilibrio es una de las cosas básicas que desarrollamos de bebés cuando empezamos a andar, así que es una muy reflejo bien desarrollado. No es innato (como puede atestiguar cualquiera que haya visto a un bebé aprendiendo a andar), simplemente es algo que hemos utilizado continuamente desde antes de poder hablar, por lo que la habilidad se convierte en reflejo.
Ten en cuenta que esto depende de que haya una superficie sólida debajo de ti, de lo contrario tus reacciones iguales y opuestas empujarán igualmente tus piernas en la dirección equivocada. Estos reflejos son algo que tienes que desaprender conscientemente cuando empiezas a practicar cualquier deporte que dependa de que estés de pie sobre una superficie inestable, como el windsurf o el paddle-boarding. En estos casos, hay que desarrollar un reflejo de equilibrio diferente que consiste en mover las caderas para desplazar el centro de la masa, pivotando alrededor de los tobillos. En realidad, ésta es una técnica de equilibrio mejor para cuando estás parado, porque mueves directamente tu masa corporal, pero no se traslada bien a los movimientos al caminar.
Después de eso, habrá un efecto medible, pero no mucho.
La OP afirma que, dado que el brazo gira tanto sobre su eje como sobre la articulación del hombro, no puede producir una fuerza neta hacia delante. Sin embargo, esto es claramente incorrecto. La fuerza neta para el giro continuo del brazo se produce, por supuesto, desplazando aire, así que lo único que necesitamos es desplazar más aire en la parte del giro que va de atrás hacia delante.
Si pruebas los movimientos del brazo para nadar de espaldas, verás claramente que el brazo y la mano giran para presentar la palma de la mano, dando la máxima sección transversal a través del aire en la media brazada desde atrás y pasando la cintura. Cuando tu brazo vuelve al otro lado, giras la muñeca rápidamente para que el dedo meñique quede hacia arriba. El área de la sección transversal de tu mano a través del aire se reduce ahora a sólo la hoja de la mano, y permanece así durante el resto de la rotación.
En un medio más denso, esto tendría efectos claramente significativos. Se puede nadar de espaldas bajo el agua para demostrar el principio (aunque, por supuesto, hay formas más sencillas de nadar bajo el agua). Sin embargo, en el aire, tendrías que girar los brazos realmente rápido, porque necesitas desplazar suficiente aire para mantenerte en pie.
¿Cuánto cuesta? Hagamos cuentas...
El peor de los casos, por supuesto, es contrarrestar toda tu masa corporal, en cuyo caso eres básicamente un helicóptero humano, y entonces no necesitas preocuparte por caerte porque puedes volar. Supongamos que el efecto no es tan impresionante, de modo que sólo puedes soportar una cuarta parte de tu masa corporal con los brazos giratorios. Para un adulto medio de 80 kg, eso significa que necesitamos una fuerza de unos 200 N.
Si me miro la mano, probablemente pueda coger medio litro de aire, que (con una densidad media del aire de 1,2 kg/m3) pesa 0,6 g. Digamos 0,5g en números redondos, y para simplificar digamos (porque tienes dos brazos) que estás moviendo 0,5g de aire continuamente hacia delante. Simplifiquemos también el movimiento y digamos que estás acelerando este aire linealmente sobre una distancia lineal de 1m, y que el movimiento de tu brazo tiene una circunferencia de 4m (lo que te da la velocidad de tu brazo, y por tanto del aire). Entonces para revs/s R y F=ma,
200 = (0,0005 * R) * (((4*R)^2)/2)
8R^2 + 0,0005R - 200 = 0
Resolver (e ignorar la solución negativa),
R = 80 revoluciones por segundo
Así que para tu personaje de dibujos animados capaz de hacer girar sus brazos como aspas de helicóptero, esto podría ser realmente una estrategia práctica. Para los humanos, no tanto.
