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把游泳池水换成:啤酒、牛奶、可乐,选哪一个游泳速度最快?

2024-10-07健身

你在冰面上奔跑,脚步打滑跑不快。

但是往冰面上撒点盐,增加点摩擦力,就能跑得飞快了。

既然冰上加盐能提高奔跑速度,那么往游泳池的水里加点佐料,会不会也能提高游泳速度?

现在有4个泳池,分别装着不同的液体,想要游得最快,你该选哪个泳池?

4 个选项分别是:清水、牛奶、啤酒、可口可乐。

其实这个问题,早在300多年前,牛顿就跟朋友惠更斯讨论过了。

(牛顿,物理学家,提出万有引力定律,代表作【数学原理】。

惠更斯,物理学家,提出动量守恒原理,代表作【摆钟论】。)

牛顿认为游泳速度取决于液体的流动性,流动性也就是液体的粘度。

液体粘度越大,你的游泳速度越慢,所以在清水里的游泳速度最快。

粘度比水大的液体,包括牛奶、啤酒、糖水都会降低你的运动速度,但是,惠更斯不同意牛顿的观点。

惠更斯认为,在粘度更大的糖水里游泳,虽然摩擦力更大,但是你划水时,抡起来的胳膊受到的反作用力也更大。

因为是反作用力推动你前进,所以在糖水里,摩擦力和推力相互抵消,你的游泳速度应该保持不变。

听起来两种说法都有道理,那么谁说得对呢?

我们先来看一个实验。

实验准备两个游泳池,一个是清水池,另一个是糖浆池。

工作人员往池子里灌注糖浆,瓶子里是枫糖糖浆,看上去像蜂蜜,有点黏稠。

参试者出场,先在清水池里计时游3圈,再换到糖浆池。

选手很兴奋,游泳时的动作幅度很大,水花四溅。

游完3圈清水池,一共花了28秒。

现在换到糖浆池子里游3圈。

看得出来,选手在糖浆池里游泳很吃力,划水时的动作幅度明显减小。

测试完成,游完3圈糖浆池计时51秒。

糖浆池里游泳速度比清水池更慢,实验证明牛顿说得对。

不过,先等一下,这次测试用的糖浆太黏稠了,像胶水一样粘住了游泳选手,他就游不动了。

如果把池子里的糖浆换成粘度更低的糖水,会不会得到其他答案?

我们来看另一个实验。

这次准备得更充分。

先挖掘一条22米长的泳道。

再铺上隔水塑料层。

接着充水进泳池。

下一步是调配泳池里的液体。

因为泳池里水量很大,如果用白糖调配糖水的话,花销太高。

于是,团队换成用瓜尔胶调配。

瓜尔胶是常见的增稠剂,方便面里就有。

调制好的液体,粘度为清水的2倍。

参试选手进场,他采用自由泳的泳姿,游完全程,计时为14.02秒。

这个速度,居然比他上次在清水里的速度更快。

选手一共测试3次,计算平均值。

清水里游泳也测试3次,取平均值。

测试结果,在2倍粘度的糖水里,选手游泳速度,比清水速度慢了2.8%。

相差不到半秒钟,两者的差距可以忽略不计。

在糖水里游泳,花费的力气比清水里更大,但是速度却没有降低。

这次实验证明,惠更斯说得对。

实验继续进行,再次增加瓜尔胶,把液体的粘度调配到水粘度的4倍。

现在,泳道里水更浑浊了,摸上去的手感,有点像鼻涕。

选手在4倍粘度的糖水里游泳,感觉更吃力。

游完全程花费了19.18秒,比清水里的速度慢了28%。

2 倍粘度液体不影响游泳速度,但是4倍粘度却不行。

视频里的糖水游泳测试,复刻了2004年的一项研究。

当时,研究团队请了16名选手,其中既有普通游泳者,也有专业游泳队员。

选手们采用不同姿势的泳姿,分别在清水和2倍粘度的糖水里进行测试。

实验结果,无论蝶泳,还是蛙泳,在两种液体里的游泳速度,差别都在4%之内。

数据证明2倍粘度的糖水,既不会提高游泳速度,也不会降低游泳速度。

糖水游泳的研究,获得了2005年搞笑诺贝尔奖的化学奖。

300多年前,牛顿和惠更斯争论的问题,终于得到了实验数据的有力支持。

最后,我们回到文章开头的问题,4种不同液体的泳池,想要游得快,该选哪一个?

清水游泳速度最快,不过,清水不是问题的唯一答案。

除了清水之外,啤酒也是本题的正确答案。

啤酒粘度是2倍水粘度,跟实验中的稀糖水差不多,既不能提高速度,也不会降低速度。

牛奶粘度是3倍水粘度,在牛奶里游泳,比在稀糖水里游泳更费力,会降低你的速度,不能选。

可乐的粘度为20倍水粘度,比实验中的浓糖水粘度更高。

可乐只会粘住你的胳膊腿,大大拖累你的游泳速度,更加不能选。

4个泳池选项,在清水和啤酒里游泳,速度最快,你选对了吗?

好了,在糖水里游泳的秘密先聊到这儿。

下一集,我们接着讲搞笑诺贝尔奖背后,那些引人思考的故事。

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参考资料:

1、Will humans swim faster or slower in syrup?