Estaba viendo un especial en buceadores que Paloma cientos de pies sin los tanques o equipos. El espectáculo se refirió a una profundidad en la que el buceador no era boyante y hundiría realmente, incluso con los pulmones llenos de aire. Hay un punto y si es así, ¿por qué? ¿Lo que está ocurriendo allí?
Respuestas
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El buceador dejaría de ser suspendida cuando su densidad media es igual a la del agua circundante; en donde la densidad es el peso (o masa), dividido por el volumen. La densidad del agua circundante no va a cambiar mucho con profundidades de agua es muy difícil de comprimir. Sin embargo, el buzo de la densidad aumentará a medida que el aire de sus pulmones se comprime; su peso sigue siendo el mismo, pero el volumen desplazado por su cuerpo se reduce y por lo tanto el promedio de la densidad aumenta.
El cuerpo humano, la densidad es relativamente cercana a la del agua; una figura común es 985g/litro, frente a 1000 g/litro de agua fresca y 1020 g/litro de agua de mar. Eso es sólo un 3,5% menos densos que el agua de mar, por lo que si la compresión de aire en sus pulmones puede reducir el volumen del cuerpo en un 3,5% van a lograr de densidad neutra.
Imagina un 80 kilos de peso adulto macho (176 libras). En 985g/l, se desplazaría sobre 81.2 litros. 80 Kg de agua de mar desplazaría sobre 78.4 litros (en tan solo 1020 g/l). Si el buceador del volumen podría ser reducido por 2,8 litros, que alcanzaría el equivalente densidades.
Un típico macho adulto de los pulmones de mantener alrededor de 6 litros de aire; si sus pulmones puede ser comprimido en un 50%, es decir: hasta 3 litros de volumen, su volumen corporal se reduciría a 78.2 litros, y que podría ser ligeramente más densa que el agua de mar. El aire en un globo sería reducido su volumen en un 50% a una profundidad de alrededor de 30 pies (cada 30 pies de profundidad aumenta la presión de 1 atmósfera) - pero, por supuesto, las costillas y los pulmones no son un simple globo y los pulmones no comprimir fácilmente sino que van mucho más allá.
En general, estos simples cálculos sugieren que practican el buceo libre podría acercarse o superar una flotabilidad neutra, debido a la compresión del pulmón; al menos, su flotabilidad se reducirían significativamente.
Complicaciones: cuerpo densidades varían; comienzan con los pulmones llenos que reduce su densidad inicial (pero hay más que suficiente presión para compensar); buena freedivers tienen mayor capacidad pulmonar; cualquier equipo usado tendría algún efecto en los cálculos a menos que fuera neutral boyante sí mismo, de agua dulce y haría una flotabilidad neutra, mucho más fácil de lograr.
Sin embargo, es muy creíble que en el fondo freedivers perdería su flotabilidad.
Grez
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31
Otros han explicado la física. Solo quiero añadir que aquellos de nosotros con poca grasa corporal puede convertirse en negativa de flotación en la superficie si se respira y vaciar nuestros pulmones. Puedo fregadero y sentarse en el fondo de una piscina. Así que es muy posible bucear a una profundidad donde usted tiene flotabilidad negativa, pero lo de la profundidad que se va a depender de la densidad de su cuerpo, o cómo la grasa, que son (dado que la grasa es relativamente baja densidad en comparación con otros materiales del cuerpo).
También he hablado personalmente a un buzo que confirmó que a relativamente poca profundidad que se conviertan al menos flotabilidad neutra. Esto ocurre generalmente después de igualar la presión en sus oídos, un proceso que utiliza algo de aire en sus pulmones (si utiliza la más común de poca profundidad de ecualización de la técnica). Si nunca has buceado, lo suficientemente profundo para sus oídos para iniciar sufriendo de la presión que ha ido más profundo que el punto en donde se debe tener iguala la presión. Creo que esta profundidad está en algún lugar en el rango de 15 pies. Es muy fácil, incluso para un relativamente inexperto en el snorkeling para llegar a esta profundidad.
Squeaky Jetpack
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1
De manera realista? No.
Para que esto suceda, el cuerpo de la densidad tendría que aumentar más rápido que la densidad del agua aumenta a medida que desciende. Esto sucede debido a que el módulo de bulk de agua es muy alta (alrededor de $2.2 \times 10^9\, \mathrm{Pa}$ respecto a la del aire (sobre $1.4 \times 10^5\, \mathrm{Pa}$). Así que ignorando el cuerpo humano, parte del problema, que sin duda podría comprimir el aire en los pulmones para un pequeño volumen suficiente de que usted no está boyante. Si usted hace algunas simples suposiciones acerca de cómo boyante y su capacidad pulmonar, la matemática para calcular la presión (y por consiguiente de profundidad) que se necesita debe ser simple.
El principal problema es que la compresión del aire en sus pulmones es que su caja torácica no es un globo que puede expandirse o contraerse. Definitivamente hay algunos mínimo de volumen de la caja torácica puede ser comprimido hasta antes de que se derrumba de manera catastrófica.
El otro problema que veo es que la compresión del aire en sus pulmones aumentará la temperatura del aire un poco. Incluso si sus costillas podría expandirse y contraerse como un globo que tendría que descender un poco despacio para mantener la temperatura del aire en sus pulmones relativamente constante.
karlphillip
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99
Los buzos se hunden porque las zapatas no lleno de aire. El aire se comprime, por lo que disminuye el volumen en los pulmones. El pulmón empieza completo en la superficie, pero está casi vacío en profundidades que van de los zambullidores libres.
Para llegar a un punto en el cual el aire llega a ser suficientemente denso como para no ser boyante tendría presiones extremas, (muy) aproximadamente 1000 atm, o 10.000 m. tenga en cuenta la ley del gas ideal no en esas condiciones extremas. En comparación, los buzos superior hacia fuera a 200 metros.
Keef
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1
Montón de mala información aquí. Las costillas no son una barrera impenetrable, la compresión ocurre entre ellos. Grasa también puede ser comprimida por eso no es bouyant. Compensación de empuje para los seres humanos ocurre en aprox. 4m debajo de la superficie. Tan saltando desde un puente de altura mediana en agua ' para refrescarse' significa que no llegar a la superficie a menos que se nadar hacia arriba.
