¿Qué hace que los aviones vuelen?

Cuando necesitas llegar a algún lugar rápidamente, ¿qué haces normalmente? Lo más probable es que andes en monopatín o en bicicleta. En situaciones urgentes, es posible que le pidas a un amigo o a un familiar que te lleve en su coche.

¿No sería genial si pudieras simplemente saltar al aire y volar? La vida sería mucho más fácil si pudieras elevarte sin esfuerzo por el cielo y llegar a tu destino. Desafortunadamente, los humanos no pueden vencer la gravedad sin alas.

¿No es curioso que un humano que pesa menos de un par de cientos de libras no pueda volar, pero un enorme avión de metal que pesa miles de libras puede correr por una pista y despegar hacia el cielo? ¿Cuál es la ciencia detrás del vuelo?

Aunque la tecnología ha avanzado significativamente desde los tiempos de Orville y Wilbur Wright, los principios del vuelo siguen siendo los mismos. Para que un avión vuele, requiere de dos fuerzas vitales: empuje y sustentación.

El empuje es el movimiento hacia adelante de un avión, que se genera ya sea por una hélice o por un motor a reacción. Se debe generar suficiente empuje para vencer la fuerza opuesta de la resistencia, que es causada por la fricción entre el avión y el aire a través del cual se mueve.

Para comprender mejor la resistencia, puedes realizar un experimento sencillo la próxima vez que estés en un coche. Saca la mano por la ventana y siente el aire que pasa rápidamente. Cuando levantes la mano, como si le dieras un choca esos cinco a alguien, sentirás una cantidad significativa de fuerza del aire empujando tu mano. Eso es resistencia.

Sin embargo, si volteas la mano con la palma hacia abajo, la fuerza de la resistencia se reduce considerablemente. Es por eso que los aviones están diseñados con una forma aerodinámica, para minimizar la resistencia y maximizar el empuje de las hélices o los motores a reacción. Para que un avión vuele, el empuje debe ser igual o mayor que la resistencia.

La otra fuerza crucial para el vuelo es la sustentación. La sustentación se crea gracias a la forma única del ala de un avión, también conocida como perfil alar. Las alas de un avión están moldeadas e inclinadas de tal manera que, cuando el aire fluye sobre ellas, se genera una fuerza ascendente en las alas. Cuando la fuerza de la sustentación se vuelve mayor que la fuerza de gravedad que tira del avión hacia abajo, el avión puede despegar hacia el cielo.

Los expertos aún debaten el mecanismo exacto detrás de la sustentación. Algunos creen que la sustentación se explica por el principio de Bernoulli, que establece que el aire que se desplaza más rápido sobre el ala tiene una presión menor que el aire que se desplaza más lento por debajo del ala. Como resultado, la presión más alta debajo del ala empuja el avión hacia arriba, creando sustentación.

Otros argumentan que la sustentación se puede explicar mediante las leyes de Newton. Según esta explicación, el aire que fluye sobre el ala se desvía hacia abajo debido al ángulo del ala. Según las leyes de Newton, esta desviación debe ser contrarrestada por una reacción igual y opuesta, creando así sustentación en la parte inferior del ala.

Independientemente de la teoría que proporcione la mejor explicación para la sustentación, es evidente que un avión debe generar más sustentación que la gravedad para poder despegar. Por lo tanto, cuanto más pesado sea un avión, más sustentación necesita generar. Por el contrario, un avión más ligero requiere menos sustentación.

Inténtalo

¿Estás listo para experimentar el vuelo? Asegúrate de explorar las siguientes actividades con un amigo o un miembro de la familia:

  • ¿Vives cerca de un aeropuerto? Incluso si no vives en una ciudad importante, es probable que haya un pequeño aeropuerto regional o local cerca. Pídele a un amigo adulto o a un miembro de la familia que te lleve de excursión al aeropuerto local y observen los despegues y aterrizajes de los aviones. Si el único aeropuerto cercano es uno pequeño regional o local, puede ser una buena idea contactar al aeropuerto con anticipación para determinar el mejor momento para visitarlo. ¡Disfruta viendo los aviones volar alto!
  • ¿Te gustaría experimentar con los principios científicos fundamentales del vuelo desde la comodidad de tu hogar? Todo lo que necesitas son algunas hojas de papel. ¿Cómo puedes realizar experimentos de vuelo usando solo papel? La respuesta es simple: ¡haz un avión de papel! Prueba diferentes diseños y ve qué tan lejos puedes hacer volar un avión de papel.
  • ¿Alguna vez has volado en un avión? Si lo has hecho, escribe una breve historia describiendo tu experiencia. ¿Cómo te sentiste la primera vez que despegaste en un avión y sentiste que dejaba el suelo? Si nunca has volado en un avión, escribe una historia corta imaginando cómo sería volar en uno. ¿Crees que te sentirías asustado, emocionado o una mezcla de ambos? Explica por qué o por qué no. Comparte tu historia con un amigo o un miembro de la familia. ¿Han volado ellos en un avión? ¿Cómo se compara su experiencia con la tuya?

Fuentes de Maravilla

  • http://www.avjobs.com/history/how-aircraft-fly.asp
  • http://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/airplanes.htm
  • http://www.livescience.com/7109-planes-fly.html

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