Abstract

Este trabajo investiga la precisión de la teoría de la fuerza resistiva (método de Gray y Hancock) que se utiliza habitualmente para el análisis hidrodinámico de los flagelos natatorios. Hemos realizado una comparación entre las fuerzas, los momentos de flexión y los momentos de cizalladura calculados por la teoría de la fuerza resistiva y por la teoría más precisa del cuerpo delgado para formas de onda planas de gran amplitud calculadas para un modelo de flagelo. Al realizar un ajuste empírico al alza, de aproximadamente un 35%, de los valores del coeficiente de arrastre clásico utilizados en los cálculos de la teoría de las fuerzas resistivas, obtuvimos una buena concordancia entre las distribuciones de las fuerzas y los momentos a lo largo de la longitud del flagelo predichas por los dos métodos cuando el flagelo no tiene ningún cuerpo celular adherido. Después de este ajuste, encontramos que la tasa de gasto de energía calculada por los dos métodos para los pocos casos de prueba típicos es casi idéntica. Por lo tanto, la teoría de la fuerza resistiva es completamente satisfactoria para el análisis de los mecanismos de control de la flexión del flagelo, en el nivel actual de sofisticación de este análisis. También examinamos los efectos de la presencia de un cuerpo celular unido a un extremo del flagelo, que modifica el campo de flujo experimentado por el flagelo. Esta interacción, que no se considera en la teoría de la fuerza resistiva, es probablemente insignificante para los cuerpos celulares pequeños, como las cabezas de los espermatozoides simples, pero para los cuerpos celulares más grandes, o los cuerpos celulares que tienen movimientos de gran amplitud transversales a la dirección de natación, se requiere el uso de la teoría del cuerpo delgado para un análisis preciso.