Es ist ziemlich einfach, sich ein Bild zu machen, indem man A=F/M verwendet, um zu sehen, wie schnell die Dinge sinken.

Wasser erzeugt eine Aufwärtskraft von ~10 N/L abzüglich des Gewichts (Masse * ~10); daher ist die Kraft bei 1 kg/l (ungefähr menschliche Dichte) 0 oder neutraler Auftrieb.

Wenn Ihr Gegenstand also eine Dichte von 2 kg / l hat, wirkt dies der Aufwärtskraft von 10 N doppelt entgegen und ergibt eine Abwärtskraft von 10 N bei einer Masse von 2 kg - 5 m2 ^ -2 nach unten. Sobald Sie bei mehr als ein paar ms ^ -1 sinken, wird die Hydrodynamik eindeutig einsetzen, aber Sie sehen die Notwendigkeit, sehr hart hochzuschwimmen , nur um mitzuhalten.

• Bei 1,01 kg/l sehen Sie sehr überschaubare 0,1 ms^-2
• Bei 1,1 kg/l sehen Sie jedoch bereits 0,9 ms^-2.

Eine große Überlegung ist hier, wie Ihre Kreatur atmet - eine Person mit Tauchausrüstung (oder mit Kiemen) könnte sich wahrscheinlich mit 1,1 kg/l unter Wasser gut bewegen, während der Versuch, an der Oberfläche zu atmen, wahrscheinlich sehr schnell in Schwierigkeiten geraten würde.

Eine Sache, die noch niemand angesprochen hat, ist, dass die Dichte unter Organismen zu einem nicht geringen Teil von der Tatsache bestimmt wird, dass die meisten Organismen hauptsächlich aus Wasser bestehen. Die Chancen, eine sehr dichte Kreatur zu haben, sind also ziemlich gering.

Einige der Begriffe, nach denen Sie suchen, sind Dichte und Auftrieb.

Die schnelle und schmutzige Erklärung lautet: Je dichter etwas ist, desto natürlicher sinkt es unter weniger dichtes Material und schwimmt auf dichterem Material.

Auftrieb, in Laienbegriffen, ist verwandt. Dadurch kann ein Schiff aus Stahl, der viel dichter als Wasser ist, schwimmen. Auftrieb ist so etwas wie relative Dichte. Ein Schiff schwimmt, weil die gesamte Masse über eine ausreichende Oberfläche verteilt ist, um das Schiff als ganze Einheit weniger dicht als das Wasser zu machen.

Nun also zu den Tieren. Ich bin ein 117 kg schweres Tier und schwimme ziemlich gut, weil ich dick bin und daher insgesamt weniger dicht als das Wasser. Mein Sohn ist ein sehr muskulöses 90-kg-Tier mit fast keinem Körperfett. Er ist insgesamt dichter als das Wasser und nicht schwimmfähig. Flusspferde sind im Wasser so mobil, weil sie fast die gleiche Dichte wie Wasser haben. Sie sind leicht schwimmfähig. Tiger, die stark bemuskelt sind, haben weniger Auftrieb, sind aber sehr stark, flexibel und wendig. Daher sind sie sehr starke Schwimmer. (Übrigens sind Nilpferde auch an Land ziemlich schnell und sie sind NICHT freundlich. Sie töten viele Menschen.)

Die Tiere, die Sie ertränken wollen, werden es Ihnen wahrscheinlich nicht leicht machen, es sei denn, sie haben die folgenden Eigenschaften:

1. Negativer Auftrieb. Sie sind dichter als Wasser, und das nicht gerade unerheblich. Dies ist ein potenzielles Problem für große, sehr starke Kreaturen.

2. Wenn sie flexibel und agil genug sind, können sie den negativen Auftrieb möglicherweise überwinden. Wenn sie stark sind, aber mit eingeschränkter Mobilität, werden sie es im Wasser schwer haben.

3. Sie hätten sich an einem Ort entwickelt, an dem es keine großen Gewässer gibt oder zumindest nichts, das tief genug ist, um eine ständige Bedrohung durch Hindernisse darzustellen.

Entschuldigung an alle Biologen, die sich wegen dieser sehr vereinfachten Version die Haare raufen.

Nilpferde können nicht schwimmen, Elefanten schon

Zwei Hauptfaktoren, Dichte und Stärke des Paddelns.

Der grundlegende Aspekt des Auftriebs für eine Kreatur ist die Gesamtkörperdichte, normalerweise in der Nähe von Wasser, aber sie variiert (die meisten Tiere bestehen hauptsächlich aus Wasser). Es bezieht sich auf Körperfett, Muskelmasse usw. Die Lungengröße beeinflusst es auch, größere Lungen bedeuten, dass Sie einen größeren Atemzug nehmen können und das hilft Ihnen, über Wasser zu bleiben.

Schwimmen ist eine völlig andere Angelegenheit als Auftrieb. Beim Schwimmen geht es darum, Paddel in angemessener Größe im Verhältnis zum Arbeitsaufwand zur Verfügung zu haben. Sollte Ihre Kreatur eine hohe Dichte haben, ein natürlicher Sinker, muss sie anständige Paddel haben, um zuerst über Wasser zu bleiben und dann relativ zum Wasser an Bewegung zu gewinnen. Enten (und andere Wasservögel) haben dieses Problem nicht, sie schwimmen, brauchen aber starke Paddel, um unter Wasser zu tauchen.

Es ist auch persönlich

Als Spezies haben Menschen relativ große Paddel (Hände und Füße), ein trainierter starker Schwimmer kann sein eigenes Gewicht und eine beträchtliche Menge an zusätzlicher Masse halten. Ein schwacher Schwimmer wird Schwierigkeiten haben, sein eigenes Gewicht zu halten. Römische Soldaten sollen trainiert haben, einen Fluss in voller Rüstung zu durchschwimmen.

Ob Ihr Charakter ertrinkt, hängt von der Kombination dieser beiden Faktoren ab.

Beim Schwimmen gibt es eigentlich keine Dichtegrenze. Menschen sind zu dicht, um mit leeren Lungen zu schweben, und wir schwimmen ganz gut, Katzen haben es in gewisser Weise noch schlimmer als wir, weil sie dichtere Muskeln und einen höheren Muskelanteil als Menschen haben.

Das Problem ist, dass dichtere Kreaturen mehr Energie aufwenden müssen, um eine bestimmte Position in der Wassersäule zu halten, sonst sinken sie einfach ab. Zum Beispiel sinken viele Haie, wenn sie aufhören zu schwimmen. Sinken ist wirklich schlimm, wenn:

A. Sie befinden sich über den Abgrundebenen und der Grund liegt buchstäblich meilenweit unter Ihnen

oder

B. Luft zum Atmen benötigen. Aber in flachen Gewässern ist alles mit Kiemen ziemlich sicher.

Es gibt also weder für die Masse noch für die Dichte einer schwimmenden Kreatur, die die ganze Zeit schwimmt, wirklich eine Grenze . Was es gibt, ist eine Grenze dafür, wie schwer eine Kreatur sein kann, die dafür ausgelegt ist, auf festem Boden zu gehen und trotzdem einigermaßen gut zu schwimmen. Dies ist jedoch keine feste Grenze, sondern hängt stark von der genauen Körperstruktur der betreffenden Kreatur ab.

Nehmen Sie als Beispiel den Unterschied zwischen einem menschlichen Schwimmer und einer Katze. Menschen haben ziemlich flache Hände und Füße ohne ausfahrbare Zehen und nur verkümmerte Schwimmhäute zwischen ihren Fingern. Katzenpfoten sind schalenförmig und haben Gurte und geöltes Fell zwischen den Zehen.

Kurz gesagt, Katzen bekommen viel mehr Schub pro Zug als Menschen beim Schwimmen, also müssen Menschen viel mehr Energie pro Kilogramm Masse aufwenden, um sich über Wasser zu halten als Katzen. Eine Katze von der Größe eines Menschen kann erheblich schwerer sein, kann aber leichter schwimmen.

Nun, wie Sie bereits erwähnt haben, gibt es beim Schwimmen keine wirkliche Gewichtsbeschränkung. Ein erwachsener Blauwal kann bis zu 300.000 Pfund wiegen. Solange eine Kreatur nicht zu dicht ist, gibt es beim Schwimmen keine wirkliche Größenbeschränkung.

Jetzt wird die Dichte andererseits sehr schnell die Schwimmfähigkeit einer Kreatur töten. Es ist schwer, eine Grenze zu setzen, ohne bestimmte Tiere zu betrachten, aber sie würden die Fähigkeit verlieren, schnell zu schwimmen. Denken Sie daran, dass Menschen und die meisten anderen Säugetiere genauso dicht wie Wasser sind, was Ihnen "Schwerelosigkeit" verleiht. Jedes zusätzliche Gewicht, das durch erhöhte Dichte verursacht wird, bedeutet nur, dass Sie viel mehr Aufwärtskraft ausüben müssen, um über Wasser zu bleiben. Ein normaler Mensch wäre nicht in der Lage, mit einer um 10 % erhöhten Dichte zu schwimmen, da dies wie (schlimmer als) Schwimmen mit einem Bleigewicht von einem Zehntel Ihres Gewichts ist.