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Matemáticas y física

28 mayo, 2021    /    Larousse Educación

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¿Por qué un avión de 3 toneladas puede volar?

Tiene que ver con el diseño de los aviones y, por supuesto, con aquella rama de la ciencia denominada física.

Parece imposible concebir cómo un pedazo de metal pueda elevarse por los cielos e ir de un lado a otro. Ahora todos se suben a un avión, pero ¿te has preguntado cómo es que se eleva y se mantiene en el aire? Sí, seguro tu respuesta es “por la aerodinámica”, y tienes razón. Pero ¿sabes cómo funciona?

El avión es una aeronave que sirve, además de transporte, para usos militares y de carga. Es más pesado que el viento, está provisto de alas y de un cuerpo de carga capaz de volar, generalmente propulsado por motores. Al principio fue diseñado con propósitos bélicos en la Segunda Guerra Mundial y muchos años después se usó para vuelos comerciales.

Su capacidad de volar se le debe al mecanismo que sus alas y a las cuatro fuerzas que interactúan sobre el avión: empuje, resistencia, sustentación y peso.

Aerodinámica: una introducción

Lo que provoca la sustentación de la fuerza es el “efecto de Bernoulli”. Las alas de los aviones tienen una forma particular, la parte superior es curva y la inferior recta. Esto hace que pase el aire por encima del ala, y de ese modo pueda tener una superficie fácil de recorrer hasta llegar al final. Como resultado, esta corriente se acelera y viaja a mayor velocidad que el aire de abajo, logrando que el avión despegue y se mantenga en el aire. La tracción, indispensable para que el avión se mueva, es posible gracias a las hélices, que jalan aire hacia atrás y le permiten a la aeronave ir hacia adelante.

Luego está en el ángulo del ala, también nombrado como “ángulo de ataque”, que auxilia a la incrementación de la fuerza de sustentación. En esta parte se introduce la idea del viento relativo (movimiento de la atmósfera en relación de la aeronave) que es la corriente de aire que produce el avión cuando viaja.

Aunque, por supuesto, no todo podía ser tan fácil. También hay resistencias, que podemos considerar negativas. Ésta se encuentra en la parte trasera del avión y del ala, y siempre tratará de impedir que el avión se mueva hacia adelante. El truco es hacer que estas resistencias negativas lleguen a cero, al sumar las fuerzas positivas de la sustentación y la tracción.

Bernoulli llegó a esta conclusión en su obra Hidrodinámica en 1738: dedujo que la presión disminuye cuando incrementa la velocidad del flujo. Es decir, se produce una variante de presiones entre el aire que hay encima y debajo de las alas. Como efecto de una menor presión que hay en la parte superior se genera una fuerza debajo del ala que hace ascender al avión.

Sí, la aerodinámica es una de las disciplinas más complejas, pero una vez que entiendas sus principios, podrás saber por qué hay aviones tan ligeros o pesados, pero ambos con la misma rapidez. A la próxima que estés al lado de la ventanilla de un avión, ve las alas e imagina cómo estas fuerzas y resistencias luchan entre sí para llevarte a tu destino.

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