¡Arriba, arriba y lejos!
Pájaros, aviones, helicópteros: básicamente, todo lo que vuela se ve afectado por las fuerzas de la aerodinámica. La aerodinámica es el estudio de cómo se mueve el aire alrededor de un objeto sólido. Cuanto más aerodinámico sea un objeto volador, mejor volará. Vamos a ver las cuatro fuerzas de la aerodinámica comparando aviones de papel de dos equipos, el Equipo A y el Equipo B.
Arrastrar
¿Alguna vez has escuchado a alguien decir «Estoy arrastrando hoy» o «No dejes que te arrastre hacia abajo?» El arrastre es la fuerza que ralentiza un objeto volador. Los gases en el aire que no podemos ver hacen que el objeto viaje más lento de lo que lo haría en un espacio sin aire. El agua tiene más arrastre o resistencia que el aire, por lo que es más difícil caminar en el agua.
El objeto real también puede afectar el arrastre. El avión de papel del equipo A es un gran rectángulo hecho con papel de lija. El equipo B usó papel liso e hizo un avión estrecho con bordes redondeados. El avión de papel del equipo B tendrá menos resistencia que el del equipo A porque tiene una textura suave y ocupa menos espacio.
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Empuje
Para seguir moviéndose, un objeto volador debe tener algo para vencer o vencer la fuerza de arrastre. El empuje es la fuerza que empuja algo hacia adelante. El aleteo de las alas de un pájaro, el motor de un jet o la hélice de un avión crean empuje.
El equipo A creó el empuje lanzando el avión con la mano. El equipo B usó una honda para hacer volar su avión de papel. ¿Cuál crees que tuvo más empuje? El avión del equipo B definitivamente tendrá más empuje y volará más lejos.
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Peso
Todo en la Tierra tiene peso. El peso es la fuerza de la gravedad que hace que algo permanezca en el suelo. Por eso es tan asombroso que los humanos hayan podido diseñar enormes aviones para volar en el aire durante largos períodos de tiempo.
El avión de papel de lija del equipo A es mucho más pesado que el avión de papel de cuaderno del equipo B. Será mucho más fácil para el avión del Equipo B superar la gravedad.
Ascensor
Para vencer la fuerza de la gravedad, los objetos voladores deben tener sustentación, que es la fuerza opuesta del peso. El ascensor hace que algo se mueva hacia arriba. La sustentación debe ser mayor que el peso para que algo siga volando. Los pájaros mueven sus alas para crear sustentación. Los aviones también tienen alas que les ayudan a moverse hacia arriba.
Las alas del equipo A están hechas de rollos de papel higiénico, por lo que son redondas por todos lados. El equipo B decidió usar una pequeña sección del rollo de papel higiénico para hacer la parte superior de las alas y usar un papel plano en la parte inferior.
Las alas del equipo A en realidad causarán más resistencia porque ocupan más espacio. Las alas del equipo B se levantarán más porque el aire que fluye sobre la parte superior redondeada se moverá más rápido. El aire que fluye debajo de la parte plana del ala se moverá más lento, lo que le permitirá ejercer más presión sobre las alas y empujar el avión hacia arriba. Con todo, el Equipo B tiene un mejor diseño de avión de papel.
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Resumen de la lección
Las fuerzas de la aerodinámica afectan a todo lo que vuela. Arrastrar y empujar trabajan uno contra el otro, mientras que el peso y la elevación trabajan uno frente al otro. Un objeto volador debe tener más empuje que arrastre y más sustentación que peso para permanecer en el aire.
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