Μπορείτε να περπατήσετε στο νερό;

Όχι, οι κανονικοί άνθρωποι δεν μπορούν να περπατήσουν πάνω στο νερό. Ο μόνος τρόπος που μπορεί να γίνει είναι μετατρέποντας το νερό σε ρευστό υψηλής πυκνότητας ή με υψηλό ιξώδες. Επίσης, αν κάποιος μπορούσε να τρέξει με 108 km/h (30 m/s), τότε θα μπορούσε να τρέξει πάνω από το νερό.

Πόσοι από εμάς έχουμε προσπαθήσει να τρέξουμε σε μια πισίνα όταν ήμασταν παιδιά, ελπίζοντας να περάσουμε απέναντι χωρίς να βουλιάξουμε; Είμαι σίγουρος ότι πολλοί από εμάς θα το είχαμε δοκιμάσει τουλάχιστον. Σίγουρα το έκανα, αλλά προς απογοήτευση μου, είχε ως αποτέλεσμα να πιτσιλάω ηλίθια κάτω από το νερό λίγα μόλις δευτερόλεπτα αργότερα. Ο κύριος λόγος που ήθελα να το κάνω αυτό ήταν μια από τις ιστορίες που είχα ακούσει μεγαλώνοντας. Ένα από τα πιο διάσημα χριστιανικά θαύματα περιλαμβάνει τον Ιησού Χριστό να περπατά πάνω στο νερό, απόδειξη ότι έχει ισχυρές πνευματικές ικανότητες. Πολλά μυθικά πλάσματα πιστεύεται επίσης ότι έχουν αυτή την ικανότητα, αλλά είναι δυνατόν τα κανονικά ανθρώπινα όντα να εκτελούν ένα τόσο ασυνήθιστο έργο;

Το νερό, όπως γνωρίζετε, αποτελεί σχεδόν το 70% της συνολικής επιφάνειας της Γης, γεγονός που καθιστά τους ωκεανούς εξαιρετικά σημαντικούς τρόπους ταξιδιού. Θα ήταν πολύ πιο εύκολο για εμάς αν μπορούσαμε απλώς να διασχίσουμε τα μήκη των θαλασσών και των ωκεανών χωρίς τη βοήθεια σκαφών, πλοίων ή οποιουδήποτε άλλου είδους αεροπορικής μεταφοράς. Αυτό είναι ιδιαίτερα δύσκολο γιατί, όπως γνωρίζετε, δεν μπορούμε να σταθούμε όρθιοι πάνω στο νερό χωρίς τελικά να βουλιάξουμε. Ωστόσο, ο λόγος που βυθιζόμαστε κάθε φορά που προσπαθούμε να περπατήσουμε στην επιφάνεια είναι επειδή το νερό δεν είναι αρκετά πυκνό. Τούτου λεχθέντος, υπάρχει ένας εύκολος τρόπος που μπορούμε να κάνουμε το νερό αρκετά πυκνό. Για να καταλάβετε πώς θα το κάνουμε αυτό, πρέπει πρώτα να μάθετε τον λόγο για τον οποίο βυθιζόμαστε.

Γιατί βουλιάζουμε;

Αυτό μπορεί να φαίνεται αρκετά προφανές αν πιστεύετε ότι οι άνθρωποι είναι απλώς πολύ βαρείς για να σταθούν νερό, αλλά φοβάμαι ότι είναι λίγο πιο περίπλοκο. Η αρχή που καθορίζει αν ένα σώμα μπορεί να βυθιστεί ή όχι ονομάζεται Αρχή του Αρχιμήδη. Δηλώνει ότι, για να επιπλεύσει ένα σώμα, πρέπει να εκτοπίσει την ίδια ακριβώς ποσότητα νερού με βάρος ίσο με το συνολικό βάρος του πλωτού σώματος. Το βάρος του εκτοπισμένου νερού ασκεί δύναμη στο σώμα, με αποτέλεσμα να επιπλέει. Αυτή η δύναμη ονομάζεταιδύναμη άνωσης και μπορούμε να αλλάξουμε την τιμή του αλλάζοντας ορισμένα χαρακτηριστικά του νερού.

Η προϋπόθεση για την επίπλευση είναι αρκετά απλή:η άνωση πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με το βάρος του σώματος. Εάν η τιμή της άνωσης είναι αρκετά μεγάλη, τότε ένα σώμα επιπλέει. αλλιώς, βυθίζεται. Το μόνο πράγμα για το οποίο πρέπει να ανησυχούμε είναι πώς μπορούμε να αυξήσουμε αυτήν την άνωση.

Λοιπόν… πώς μπορούμε να περπατάμε στο νερό;

Μέθοδος 1:Αυξήστε την πυκνότητα του νερού

Η ποσότητα του νερού που μετατοπίζεται από το σώμα είναι ίση με τον όγκο του βυθισμένου μέρους του σώματος. Επομένως, εάν η πυκνότητα του νερού αυξηθεί με κάποιο τρόπο, τότε αυξάνεται και το βάρος του μετατοπισμένου όγκου του νερού, το οποίο με τη σειρά του αυξάνει την άνωση, διευκολύνοντας το σώμα να επιπλέει. Η πυκνότητα του νερού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

1. Η περιεκτικότητα σε αλάτι μέσα στο νερό επηρεάζει την πυκνότητά του. Η πυκνότητα του αλμυρού νερού είναι μεγαλύτερη από αυτή του γλυκού νερού. Επομένως, είναι ευκολότερο να επιπλέει στη θάλασσα από ένα ποτάμι.

2. Η πυκνότητα του νερού αυξάνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας, έτσι είναι ευκολότερο να επιπλέετε σε πιο κρύο νερό.

3. Αυξήστε την ποσότητα του νερού που εκτοπίζεται αυξάνοντας τον όγκο του βυθισμένου σώματος . Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα πλοία έχουν μια μεγάλη κοίλη βάση – για να της δίνουν περισσότερο όγκο.

Όπως μπορείτε να δείτε, αυτοί οι βασικοί παράγοντες μπορούν να τροποποιηθούν για να αυξηθεί η δύναμη άνωσης που βιώνει ένα πλωτό σώμα, καθιστώντας ευκολότερη την παραμονή στην επιφάνεια.

Μέθοδος 2:Αυξήστε το ιξώδες του νερού

Όταν κάνουμε ποδήλατο, ο αέρας σπρώχνει το σώμα μας, επιβραδύνοντάς μας ταχύτητα. Αυτό οφείλεται στηντριβή βιώνουμε από τα σωματίδια του αέρα. Ομοίως, όταν βρισκόμαστε κάτω από το νερό, βιώνουμε δύναμη έλξης. Αυτή η ποιότητα του ρευστού να αντιστέκεται στη δύναμη ή να αναστέλλει την κίνηση ονομάζεται ιξώδες του ρευστού. Το ιξώδες του ρευστού είναι ευθέως ανάλογο με τη δύναμη τριβής που ασκεί ένα κινούμενο σώμα εμπειρίες. Μπορούμε να αξιοποιήσουμε αυτό το χαρακτηριστικό του νερού για να περπατήσουμε πραγματικά πάνω στο νερό! Αλλά Πώς;

Εάν το ιξώδες είναι αρκετά ισχυρό, η δύναμη τριβής που ασκείται προς τα πάνω από το ρευστό θα μπορούσε στην πραγματικότητα να μας εμποδίσει να βυθιστούμε. Αυτή η δύναμη, μαζί με την άνωση, μπορεί να μας αφήσει να περπατήσουμε στο νερό πιο εύκολα.

Ένας πιθανός τρόπος για να περπατήσετε στο νερό είναι να τρέχετε εξαιρετικά γρήγορα – πολύ πιο γρήγορα από ό,τι είναι ανθρωπίνως δυνατό. Δεν θα βυθιζόμασταν ενώ τρέχουμε με υψηλές ταχύτητες, επειδή η δύναμη τριβής που παρουσιάζεται λόγω του νερού εξαρτάται επίσης από τη σχετική ταχύτητα με την οποία κινείται το σώμα όταν είναι κάτω από το νερό. Το Science Channel λέει ότι ο Usain Bolt, ο ταχύτερος άνθρωπος στη Γη, έχει ταχύτητα που φτάνει τα 10,4 μέτρα το δευτερόλεπτο. Για να τρέξετε στο νερό, θα πρέπει να κλείσετε το φερμουάρ στην κορυφή τρεις φορές πιο γρήγορα – περίπου 30 μέτρα ανά δευτερόλεπτο!

Μέθοδος 3:Oobleck

Oobleck

Το ιξώδες ενός ρευστού δεν είναι σταθερό. αλλάζει όταν αλλάζουν τα χαρακτηριστικά ενός ρευστού. Ορισμένα υγρά έχουν αρκετό ιξώδες ώστε να μπορούν να υποστηρίξουν το βάρος ενός ανθρώπινου σώματος υπό τις κατάλληλες συνθήκες. Το Oobleck δεν είναι τίποτα άλλο παρά ένα μείγμα αμύλου καλαμποκιού σε νερό και μπορεί εύκολα να γίνει μέσα στην κουζίνα σας. Το ιδιαίτερο με αυτό είναι ότι είναι ένα μη νευτώνειο ρευστό, που σημαίνει ότι το ιξώδες του αυξάνεται αν αυξηθεί η πίεση που ασκείται σε αυτό. Ως εκ τούτου, όσο πιο γρήγορα κινούμαστε σε αυτό το ρευστό, τόσο πιο δύσκολο είναι να υπερνικήσουμε τη δύναμη τριβής. Αυτή η ιδιότητα του Oobleck μπορεί εύκολα να αξιοποιηθεί αν κινηθούμε πάνω από την επιφάνειά του με αρκετή ταχύτητα. Ένα άτομο που περπατά από πάνω του με γρήγορο ρυθμό μπορεί εύκολα να περάσει χωρίς φόβο να βυθιστεί, λόγω της μεγάλης δύναμης αντίδρασης από το υγρό. Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, εάν ένα άτομο δεν κινείται αρκετά γρήγορα, το Oobleck θα τον καταπιεί σαν κινούμενη άμμο.

Από τεχνική άποψη, το περπάτημα πάνω από καθαρό νερό δεν είναι δυνατό. Ο μόνος τρόπος που μπορεί να γίνει είναι μετατρέποντάς το σε ρευστό υψηλής πυκνότητας ή με υψηλό ιξώδες. Επίσης, αν πιστεύετε ότι μπορείτε να τρέξετε με 108 km/h (30 m/s), τότε θα έχετε τη δυνατότητα να τρέξετε πάνω από το νερό. Ωστόσο, προσωπικά, πιστεύω ότι κάποιος με αυτή την απίστευτη ικανότητα θα προτιμούσε τον δρόμο!