Úszási kísérletek szirupban

Fizikusok generációit foglalkoztatta már a kérdés: az emberek vajon lassabban úsznak-e egy szirup sűrűségű közegben, mint a vízben? Egy sziruppal töltött medence segítségével végre választ kaptak a kérdésre: nem.

A bizarr ötlettől vezérelt kísérletet a minneapolisi Minnesota Egyetem professzora, Edward Cussler vezette. Az elképesztő gondolat még tanítványát, az idén kis híján olimpiai érmet szerzett úszóversenyzőt, Brian Gettelfingert is meglepte.

Cussler és Gettelfinger több mint 300 kilogramm guar-gumit (ételsűrítő szer, amelyet salátaöntetekben, jégkrémekben és samponokban használnak leggyakrabban) öntöttek egy 25 méteres úszómedencébe, létrehozva egy, a víznél kétszer sűrűbb ragacsos folyadék-közeget.

Azután megkértek 16 önként jelentkezőt (versenyszerűen úszókat és amatőröket vegyesen), hogy ússzanak egy normális medencében, azután pedig a szirupos lében. Meglepő eredmény született: bármilyen úszásnemet is használtak az indulók, a két közegben elért eredményeik alig 4%-al különböztek egymástól - közölte az American Institute of Chemistry and Engineering szaklap.

A kísérlet legnehezebb része a szükséges engedélyek beszerzése volt. Cusslernek és Gettelfingernek 22 különböző tanúsítványt kellett felmutatniuk; többek között bizonyítaniuk kellett a helyi hatóságoknak, hogy a szirupos lé használat után gond nélkül leereszthető a csatornahálózatba.

Newton és Huygens

Bár a kérdés, miszerint a szirupos vagy a vizes közegben könnyebb-e úszni, triviálisnak hangzik, az eredménynek komoly tudományos háttere van. A 17. században Isaac Newton és kortársa, a tudós Christiaan Huygens egyaránt vizsgálták egy adott tárgy sebességét folyadék-közegben, de míg Newton azt gondolta, hogy a sebesség a közeg viszkozitásától (belső súrlódás, az áramló közegek belsejében az elmozdulással szemben fellépő nyíróerő) függ, Huygens nem értett ezzel egyet. Newton Principia Mathematica című művébe mindkét lehetőséget belevette.

Egészen idáig a probléma csak elméleti szinten létezett. Cussler kísérletével azonban bizonyítást nyert, hogy kettőjük közül Huygensnek volt igaza, hiszen a két közegben elért sebesség nem függ a közegek viszkozitásától, legalábbis az emberi test esetében. Minél sűrűbb ugyanis egy közeg és nagyobb a súrlódási ellenállás, annál nagyobb erőt tud kifejteni az úszó is minden egyes karcsapásnál, így a két hatás kiegyenlíti egymást, a viszkozitás nem befolyásolja az eredményt.

A baktériumoknak nem megy

Ez azonban nem minden test esetében igaz. Cussler elvégezte ugyanezt a kísérletet baktériumokkal is, és azt tapasztalta, hogy sokkal lassabban tudnak közlekedni a szirupos közegben. Ennek az a magyarázata, hogy egy bizonyos sebesség és testméret alatt a súrlódási ellenállás válik dominánssá, így a sűrűbb folyadékban nehezebb lesz a helyváltoztatás.

Emberek esetében azonban a haladási sebesség nem a közegtől, hanem a testformától függ, és elsősorban a test frontális felületén múlik. Az optimális testfelépítésű úszónak (akár szirupos, akár normál közegről legyen is szó), erősek az izmai, de keskeny frontális felülete van: kis túlzással az ideális bajnokalkatnak kígyó testtel és gorilla kezekkel kellene rendelkeznie.

E+B