Ο Νεύτωνας είχε άδικο για το κολύμπι σε σιρόπι, δείχνει πείραμα σε πισίνα

36

Τον 17ο αιώνα, ο Νεύτωνας και ο συνάδελφός του Κριστιάν Χάιγκενς διαφωνούσαν για το κατά πόσο μπορεί κανείς να κολυμπήσει μέσα σε παχύρευστα υγρά με την ίδια ταχύτητα που κολυμπά στο νερό. Αμερικανοί ερευνητές διαπιστώνουν τώρα πειραματικά ότι ο Νεύτωνας είχε άδικο: το σιρόπι δεν επιβραδύνει τους κολυμβητές.

«Αυτό που μας κίνησε το ενδιαφέρον ήταν το πόσο τρελή ήταν αυτή η ιδέα» σχολιάζει στο Nature.com o Έντουαρντ Κάσλερ, επικεφαλής του πειράματος στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα στη Μινεάπολις.

Ο Κάσλερ και ο φοιτητής Μπράιαν Γκέτελφινγκερ, επαγγελματίας κολυμβητής που συμμετείχε και στους Ολυμπιακούς της Αθήνας, έριξαν μέσα σε μια πισίνα 25 μέτρων 300 κιλά γκουαρέ, μια πηκτική ουσία που χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία τροφίμων.

Το μείγμα που δημιουργήθηκε μέσα στην πισίνα είχε ιξώδες διπλάσιο του νερού. «Έμοιαζε με μύξα» παραδέχεται ο Κάσλερ, που χρειάστηκε να εξασφαλίσει 22 γραπτές άδειες για να γεμίσει με σιρόπι την πισίνα.

Ο ερευνητής ζήτησε στη συνέχεια από 16 εθελοντές, επαγγελματίες και ερασιτέχνες κολυμβητές, να κολυμπήσουν πρώτα σε μια κανονική πισίνα και μετά μέσα στο σιρόπι.

Όπως διαπιστώθηκε, οι επιδόσεις των εθελοντών μέσα στο σιρόπι διέφεραν κατά μόλις 4% σε σχέση με το νερό, και μάλιστα ανεξάρτητα του στιλ κολύμβησης.

Όπως εξηγεί ο Κάλσερ, το υψηλό ιξώδες του σιροπιού αυξάνει μεν την τριβή ανάμεσα στον κολυμβητή και το ρευστό μέσο, αλλά ταυτόχρονα αυξάνει και την ώθηση που κερδίζει ο κολυμβητής με κάθε του κίνηση. Οι δύο αυτές επιδράσεις τελικά αλληλοεξουδετερώνονται, και η ταχύτητα παραμένει ίδια.

Πάντως, η ταχύτητα της κολύμβησης δεν είναι πάντα ανεξάρτητη από το ιξώδες. Όταν το κινούμενο αντικείμενο είναι πιο μικρό από ένα ορισμένο όριο και κινείται σχετικά αργά, η τριβή γίνεται η κυρίαρχη δύναμη και η ταχύτητα κίνησης μειώνεται. Για αντικείμενα στο μέγεθος του ανθρώπου, ωστόσο, επιβράδυνση δεν παρατηρείται.

Ο Νεύτωνας, εξηγεί το Nature.com, πίστευε ότι γενικά η ταχύτητα ενός αντικειμένου που κινείται μέσα σε κάποιο ρευστό μέσο εξαρτάται από το ιξώδες του μέσου. Ο Χάιγκενς, που μεταξύ άλλων ανακάλυψε τους μεγάλους δορυφόρους του Κρόνου, πίστευε, αντίθετα, ότι η ταχύτητα είναι ανεξάρτητη του ρευστού.

Τελικά, ο Νεύτωνας συμπεριέλαβε και τις δύο απόψεις στο Principia Mathematica, το βιβλίο που έθεσε τις βάσεις της σύγχρονης Φυσικής.

Η έρευνα του Κάσλερ δημοσιεύεται στο American Institute of Chemistry and Engineering Journal.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ