Wenn Sie eine mit Wasser gefüllte Glaskugel hätten, die vollständig versiegelt ist und einen Fisch enthält, könnte der Fisch die Kugel bewegen?
Ja, mit der Schwerkraft und einer großzügigen Definition von "sich bewegen". Es wäre das gleiche Prinzip wie bei den Spielzeugen, bei denen Sie eine Kugel mit einer Funksteuerung ( oder mit Ihrem iPhone) steuern können . Der Fisch schwimmt am Rand entlang und wird durch die Schwerkraft wieder nach unten gezogen, wodurch das Wasser in Rotation versetzt wird und durch Reibung an der Kugel die Rollbewegung der Kugel auf dem Boden oder einer anderen Oberfläche beginnt. Offensichtlich wird die Reibung zwischen Wasser und Kugel wahrscheinlich winzig sein, aber zumindest ist es theoretisch möglich :)
Eine Folgefrage wäre natürlich, ob es möglich ist, eine hermetisch abgeschlossene Kugel frei schwebend im Vakuum und ohne Schwerkraft oder andere nennenswerte Felder zu bewegen, die sie schneiden. Wenn Sie das lösen, bin ich mir ziemlich sicher, dass die NASA mit Ihnen (oder dem Fisch) sprechen möchte!
Ja, der Fisch könnte (zumindest theoretisch) den Ball bewegen.
Eine schnelle Möglichkeit, sich vorzustellen, warum dies so ist, besteht darin, sich vorzustellen, dass Sie in einem Luftball mit einem Durchmesser von 7 Fuß eingeschlossen sind. Sie können den Ball leicht bewegen, indem Sie in die gewünschte Richtung gehen. Natürlich hättest du es viel einfacher, da deine Dichte relativ zur umgebenden Flüssigkeit (Luft) viel höher ist. Die Dichte des Fisches ist viel näher an der umgebenden Flüssigkeit (Wasser), sodass er es schwerer haben würde.
Ich denke, die akzeptierte Antwort ist fehlerhaft, da davon ausgegangen wird, dass der Fisch eine andere Dichte als das Wasser hat. Aber wenn Fische schwerer als Wasser wären, würden sie sinken, wären Fische leichter als Wasser, würden sie schwimmen, und offensichtlich passiert nichts von beidem!
Tatsächlich haben Fische ein Organ namens Schwimmblase , das dazu dient, den Fisch auf genau der gleichen Dichte wie das umgebende Wasser zu halten, so dass es keinen Auftrieb gibt, gegen den man kämpfen muss. Wenn ein Fisch aufsteigen möchte, verringert er seine Dichte leicht, indem er die Blase mit Gas füllt. Dadurch wird das Volumen des Fisches erhöht, aber die Masse nicht wesentlich verändert, wodurch seine Dichte verringert wird. Umgekehrt, wenn der Fisch absteigen möchte, erhöht er seine Dichte, indem er etwas Gas freisetzt und die Größe der Blase verringert.
Der Fisch wird also den Schwerpunkt nicht bewegen, indem er wie gewohnt schwimmt. Aber es kann den Ball immer noch bewegen, wenn es will ... So.
Es gibt zuerst das gesamte Gas aus seiner Schwimmblase ab, so dass es dichter als das Wasser wird und zum Boden des Balls sinkt, wo es nun wie ein irdisches Wesen festsitzt. Das Problem gleicht jetzt dem eines Hamsters in einem Ball. Der Fisch kann sich mit seinen Flossen wie ein Hamster an der Seite des Balls hochziehen, wodurch der Ball nach vorne rollt.
Eine alternative Strategie besteht darin, dass der Fisch seine Schwimmblase ausdehnt, anstatt zur Spitze des Balls zu schwimmen und dann vorwärts zu schwimmen. Beachten Sie jedoch, dass dies den Ball tatsächlich nach hinten bewegen würde, da der Fisch jetzt weniger dicht ist als das umgebende Wasser, sodass es für den Fisch schwieriger wäre, zu sehen, wohin er fliegt.
EDIT: Bei weiterer Überlegung stelle ich fest, dass, wenn der Ball zu Beginn des Experiments tatsächlich vollständig mit Wasser gefüllt ist, diese zweite Strategie für den Fisch wahrscheinlich schwierig, wenn nicht unmöglich ist. Dies liegt daran, dass es aufgrund der Inkompressibilität von Wasser Schwierigkeiten hat, sein Volumen zu vergrößern. Daher ist die erste Strategie, sich selbst dichter zu machen, indem man Gas aus der Schwimmblase freisetzt, wahrscheinlich die einzige praktikable Option.
Ja, der Fisch kann den versiegelten Ball bewegen, aber der Schwerpunkt des Fisches und der Ball bewegen sich nicht.
kakas
Georg
Peter Schor
Andreas
Lubos Motl