¿Qué sentiría si nadara en una bola de agua en el espacio? ¿Sentiría una mayor presión a medida que me adentrara en la esfera? ¿Cómo sería nadar en algo así?
Además, digamos que no necesito aire para sobrevivir en este escenario.
La mejor respuesta la da el what-if de xkcd: https://what-if.xkcd.com/124/ . No se trata del espacio, pero describe el flujo de fluidos en baja gravedad, como por ejemplo, cómo se podría saltar de la piscina simplemente realizando maniobras acuadinámicas, o caminar sobre el agua. Es una lectura realmente interesante.
Como se menciona en el artículo de xkcd, la inmersión y la flotación, al tratarse principalmente de diferencias de densidad y viscosidad, no cambiarían: podrías sumergirte a la misma velocidad que antes.
Debido a la ley de la gravedad la bola de agua tendría algo de gravedad, simplemente debido a su masa. Según el teorema de la cáscara de Newton, la atracción gravitatoria sería máxima cerca de la superficie, y mientras la presión aumentaría al descender (proporcional a la gravedad de la bola de agua), la gravedad descendería. Sin embargo, este efecto no es muy medible (si quieres ver por qué, sigue leyendo; si no, pasa al final).
Suponiendo un cuerpo desprotegido, no podrías ir muy profundo, o no tendrías una tonelada de agua para mantener esta bola de agua unida - realmente sólo puedes bajar unos 50m - 100m, según el récords mundiales
A 100m bola de agua de radio, como Wolfram señala, es sólo 3 milésimas del 1% de la gravedad terrestre, es decir, prácticamente nada. Atravesar esta bola sería más o menos como hacer un paseo espacial, pero con un arrastre inercial para detenerte.
Aumentar el radio en 100000 veces, y sentirás el 30% de la gravedad terrestre, (y tu bola de agua se mantendría unida) pero no sentirías ninguna de las variaciones con la profundidad, ya que no puedes sumergirte muy profundamente.
El punto de ruptura entre estos dos puntos sería cuando su velocidad de nado alcanzara la velocidad de escape de su bola de agua. En este caso, Wolfram me ayuda de nuevo a mostrar que sería alrededor de un 2,68 km de radio . Más pequeño que eso, y cuando nadabas fuera de la bola, simplemente flotabas. Más grande que eso, y la pelota te atraparía y te volvería a meter.
Por lo tanto, el resultado final es nadar en una gran bola de agua más o menos se siente como nadar muy lentamente en el espacio - hasta que la bola de agua sea lo suficientemente grande (2,68 km). Entonces sólo se siente como nadar en una piscina gigante en un planeta lejano. Por practicidad, la bola de agua no funciona, pero la piscina lunar es impresionante.
Editado para aclarar la fuente de la gravedad, mientras que el cartel mencionó 0g.
La pregunta menciona explícitamente 0 g. No hay gravedad. Esta respuesta asume la gravedad. ¿Correcto?
Esta respuesta utiliza únicamente la gravedad de la propia bola de agua. Por eso mencioné Teorema de la cáscara de Newton . La bola de agua, si fuera lo suficientemente grande, tendría una gravedad medible.
Presión hidrostática dentro de una piscina en la tierra viene dada por:
$p=gh +p_{atm}$ (g: gravedad, h: profundidad, : densidad del fluido, $p_{atm}$ : presión atmosférica)
Suponiendo una gravedad 0 y sin atmósfera, no habría presión. No se sentiría ninguna presión, tanto si se está en la superficie como en el centro de la esfera.
Además, no serías capaz de flotar a la superficie ya que flotabilidad también sería 0. Seguirías siendo capaz de nadar hasta la superficie del agua si quisieras. Sin embargo, sacar la cabeza "fuera" de la superficie del agua podría ser complicado; sin que la gravedad aleje el agua de tu cara no creo que fuera posible.
Un último problema sería que el agua empezara a hervir. Cuanto menor sea la presión, menor será el punto de ebullición. Aquí hay una demostración de lo que ocurre cuando la presión es demasiado baja.
Como conclusión, estarías nadando en una esfera de agua burbujeante, no sentirías ninguna presión, tendrías un poco menos de dificultad para mover los brazos y las piernas ya que el agua estaría llena de burbujas, sin embargo asumo que sería más difícil moverse por la misma razón.
Hola Fermi. Me ha encantado tu respuesta, pero estoy confundido en cuanto a por qué no habría presión dentro de la bola gigante. ¿Acaso los fluidos no crean presión por sí mismos debido al movimiento aleatorio de las partículas en su interior?
@JoshuaRonis si la bola fuera gigante, habría presión (quizás demasiado pequeña para sentirla o suficiente para aplastarnos). Depende de lo que signifique 'gigante'. Por ejemplo, para nosotros los humanos una esfera de 2km podría parecer gigante, mientras que el diámetro de la luna es de 3500km, el sol: 1.500.000km, las estrellas más grandes: más de 1.000.000.000km :)
Gracias Fermi, pero ¿por qué la presión tiene que ver con el tamaño de la bola? No estoy hablando de la presión debida al efecto gravitacional del agua, ¡estoy hablando de la presión debida al movimiento aleatorio de las propias moléculas de agua! ¿O es que me equivoco en cómo funciona la presión para empezar? (Muy principiante en los fluidos aquí)
Supongamos que por "nadar en el espacio" se entiende que hay sin gravedad lo que sea. Una visión microscópica (básica) de la presión como la fuerza ejercida por las partículas (por ejemplo, las moléculas) de un fluido sobre una superficie implica que todavía habrá una presión sobre un cuerpo macroscópico en el fluido, independientemente de las fuerzas externas, como la gravedad - aunque en un estático situación, el fuerza neta en el cuerpo será cero.
Si fuera del fluido, la presión es cero, entonces significa que si se sale de la superficie y se entra en el a granel (en el interior del fluido), sentirás más presión. Pero la presión será (casi) la misma en toda la masa del fluido.
Por último, recordar que lo que he dicho anteriormente sólo es válido en un cuasi-estática caso. Al nadar por el fluido, lo perturbamos mucho, y esto significa que la presión local no será homogénea en el espacio y cambiará con el tiempo.
AlQuemist ¿por qué tu respuesta ha sido votada negativamente? La voy a votar ahora. Creo que acabo de hacer la pregunta que tu respuesta responde más directamente aquí: physics.stackexchange.com/questions/489814/ ¿Es correcta su respuesta? Gracias.
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