¿Es posible? Seguro. Probablemente podrías preparar un modelo matemático de esto en quince minutos más o menos si quisieras. La precisión sería bastante pésima, esto va a ser una parte posterior del cálculo de la envolvente, pero, una vez más, es probable que no obtenga precisión sin importar lo que haga. Ciertamente no está obteniendo nada práctico de esto.
Pero bueno, en realidad empecemos a hacer pipí.
En cualquier caso, la tasa de flujo volumétrico promedio de orina de un hombre adulto es de aproximadamente 21 ml / s. [1] La uretra de un hombre adulto, según Gray’s Anatomy , tiene aproximadamente 6 mm de diámetro y, según Google, tiene aproximadamente 22,3 cm de longitud. La orina a 37 ° C (temperatura corporal) tiene una viscosidad cinemática de 0.8293 centistokes. [2] Esto significa que, cuando la orina sale de la uretra masculina humana promedio, tiene un número de Reynolds de aproximadamente 180,000. [3] En general, los flujos con números de Reynolds superiores a 4.000 se clasifican como turbulentos. La orina que fluye hacia afuera, por lo tanto, cuenta como un flujo turbulento (y esto es solo dentro de la uretra misma, fíjate) y, lamentablemente, eso significa que todo lo que podría haber sido fácil con esta simulación, y fíjate, nada podría haber desaparecido.
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Nuestra turbulenta corriente de orina llega al aire a una velocidad de aproximadamente 0,75 m / s. [4] Las ecuaciones de movimiento galileanas nos dan una idea de dónde aterrizará esa corriente en función de la posición del hombre que orina, la posición del urinario y el ángulo de salida de la uretra a la vertical. Lo que las ecuaciones de movimiento galileanas no nos dicen es cuánto de esa orina se evaporará o se aerosolizará en el camino desde el pene hasta el urinario. Ambos están garantizados: la evaporación porque una corriente de orina casi seguramente no está en equilibrio térmico con su entorno, la aerosolización porque estamos expulsando un fluido turbulento en un medio gaseoso. Ambos efectos tendrán cierto grado de impacto en la temperatura de la corriente de orina y, por lo tanto, en su capacidad calorífica específica, [5] pero más al punto, su densidad y, a partir de ahí, su velocidad de flujo volumétrico y velocidad de avance.
Pero espera: la orina aún no ha llegado a la porcelana. Tenemos que empezar a pensar en esa colisión, y sí, esto se volverá más complicado.
En primer lugar, necesitamos saber qué tan elástica es la colisión entre el flujo de orina y la pared urinaria: cuánta energía cinética se pierde en una colisión entre los dos. Como cualquiera que haya usado múltiples orinales puede decirle, esto varía enormemente entre los urinarios (y entre las experiencias en el mismo urinario), por lo que claramente la temperatura de la orina versus la temperatura del urinario tiene algo que ver con eso. Sin conocer estas cifras, no tenemos idea de qué tan rápido irá la orina después de que rebote en la pared del urinario. La buena noticia es, nuevamente, que la física newtoniana básica le dice el ángulo exacto en que la orina rebota en la pared: el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. La mala noticia es que la física newtoniana básica todavía no es muy útil porque la corriente no es una partícula, sino más bien una serie de partículas que interactúan, muchas de las cuales van a interactuar de maneras impredecibles: todo el bit de “turbulencia” está llegando a mordernos de nuevo. Esto quiere decir que sacar la orina de la pared del orinal en realidad va a causar una imprevisibilidad aún mayor en toda la corriente, lo que conducirá a una mayor aerosolización y evaporación.
Y eso si solo rebotas en una pared. Esto ni siquiera está entrando en lo que sucede cuando rebotas en múltiples paredes urinarias, o lo que sucede cuando la orina cae al fondo del orinal, si hay hielo en el fondo del orinal, si hay agua líquida en la parte inferior del orificio. orinal, si hay una de esas rejillas metálicas, si hay una estera de goma con jabón, etc.
Ah, y no olvides que incluso cuando comenzamos a lidiar con la idea de que la corriente se rompe y escupe gotas para salpicaduras, aún debes recordar que hay una masa que se agrega continuamente de orina en aerosol y evaporada en el entorno circundante. Y que esto está cambiando constantemente . ¿Y todo lo que he mencionado hasta este punto? Todavía estamos en territorio esférico de vaca con este modelo.
Para decirlo de otra manera, me llevó aproximadamente dos meses programar una simulación de gotas de agua individuales disparadas desde una pistola de gotas de agua que se enfría y congela a medida que pasan a través de un conducto refrigerado. [6] Modelar la orina en estas circunstancias probablemente tomaría años.
Y no es como si pudieras usarlo, de todos modos, si necesitas usar el juan, no estás dispuesto a esperar a que se ejecute tu simulación para decirte a dónde apuntar. Por lo tanto, algunas propuestas modestas:
- No aumente intencionalmente la velocidad del hocico, eso aumenta la turbulencia.
- Cubre todo lo que temes con gotas de papel con toallas de papel.
- Si hay hielo, apunta a eso. No tengo idea de lo que hace en cuanto a salpicaduras, solo sé que hay algo más satisfactorio en este planeta que derretir hielo con un golpe de orina bien dirigido.
- Abandona tu derecho de nacimiento como hombre y siéntate a orinar.
Y si este es el tipo de cosas que te mantienen despierto por las noches, es mejor experimentar que modelar.
[1] Sí, la gente ha estudiado esto. MedlinePlus enciclopedia médica
[2] El impacto de la temperatura y los componentes urinarios en la viscosidad de la orina …
[3] El número de Reynolds es un parámetro adimensional que mide las fuerzas de inercia contra las viscosas. Si los viscosos están ganando, el flujo se ve suave, si los inerciales están ganando, no tanto.
[4] 1.7 mph – una velocidad de marcha muy lenta.
[5] Cuánta energía se necesita para cambiar la temperatura de una sustancia. En realidad, no es una constante para la mayoría de las sustancias, aunque generalmente es lo suficientemente cerca.
[6] Proyecto de pasantía de la NASA.
Editar: Para pasar un buen rato, consulte la sección de comentarios aquí: Abhilash Chaturvedi y yo tuvimos una conversación interesante sobre si el flujo de orina hace que el pene se reoriente, lo que en su mayoría se redujo a “sí, pero es un poco más indirecto que decir que camino.”