¿cuáles son las 4 fuerzas que actúan en un avión?

Aviones de ala fija

Los alumnos repasan el principio de Bernoulli (presentado en la lección 1 de la unidad Aviones) y aprenden cómo los ingenieros utilizan este principio para diseñar las alas de los aviones. Las alas de los aviones crean sustentación al cambiar la presión del aire que las rodea. Esta es la primera de cuatro lecciones que exploran las cuatro fuerzas clave del vuelo: la sustentación, el peso, el empuje y la resistencia.

Al comprender el principio de Bernoulli, los ingenieros manipulan la presión del aire para crear sustentación. Diseñan las alas para que el aire se mueva más rápido por encima de las alas que por debajo de ellas. Como sabemos por el principio de Bernoulli que el aire que se mueve más rápido tiene menos presión, el aire empuja más en la parte inferior del ala que en la superior. Esta diferencia de presión hace que el ala se eleve; los ingenieros lo llaman sustentación. Antes de probar sus diseños de alas en aviones reales, los ingenieros experimentan con variaciones en las formas de las alas en túneles de viento para ver cómo se comportan en el aire en movimiento.

Planificar una investigación individualmente y en colaboración, y en el diseño: identificar las variables independientes y dependientes y los controles, qué herramientas se necesitan para hacer la recopilación, cómo se registrarán las mediciones y cuántos datos se necesitan para apoyar una afirmación.Acuerdo de alineación:

Fuerzas que actúan sobre un avión durante el aterrizaje

Un avión en vuelo está sometido a cuatro fuerzas: la sustentación, que es la fuerza que actúa hacia arriba; la gravedad, que es la fuerza que actúa hacia abajo; el empuje, que es la fuerza que actúa hacia delante; y la resistencia, que es la fuerza que actúa hacia atrás (también llamada resistencia al viento).

El arrastre y la gravedad son fuerzas que actúan sobre todo lo que se levanta de la tierra y se desplaza por el aire. El empuje y la sustentación son fuerzas creadas artificialmente para superar las fuerzas de la naturaleza y permitir que un avión vuele.

Consejo para el profesor: Conectar el diagrama de las «cuatro fuerzas» con el hecho de que la clase haga sus propios aviones de papel ayuda mucho a los alumnos a entender y visualizar el concepto. Los patrones de los aviones de papel y las instrucciones de plegado se pueden encontrar aquí.

Rotor de helicóptero

Durante el vuelo, las fuerzas que actúan sobre un avión son la sustentación, el peso, el empuje y la resistencia. La sustentación es una fuerza ascendente formada por el movimiento del aire por encima y por debajo del ala de un avión y sostiene al avión en vuelo.

El empuje es generado por la rotación de la hélice del avión en el aire, que impulsa al avión hacia adelante. También hay que tener en cuenta que la hélice del avión gira gracias a la fuerza suministrada por el motor.

En la imagen anterior, las flechas que indican las fuerzas que actúan sobre el avión suelen llamarse vectores. El tamaño del vector se indica por su longitud y la dirección del vector se indica por la dirección de la flecha.

Como ya se ha dicho, la fuerza de sustentación es opuesta al peso. Cuando el flujo de aire choca con el ala del avión, este flujo de aire se divide en dos partes y pasa por la superficie superior del ala y la superficie inferior del ala, lo que debido a la forma especial del ala provoca una baja presión en la parte superior del ala y una alta presión en la superficie inferior del ala, y finalmente, debido a esta diferencia de presión, aparece la fuerza de sustentación.

Avión

Cuando un avión vuela recto y nivelado a velocidad constante, la sustentación que produce equilibra su peso y el empuje que produce equilibra su resistencia. Sin embargo, este equilibrio de fuerzas cambia cuando el avión se eleva y desciende, cuando acelera y desacelera, y cuando gira.

Un avión en vuelo está siempre en medio de un tira y afloja con las cuatro fuerzas. Para que un avión despegue, el empuje debe ser mayor que la resistencia y la sustentación debe ser mayor que el peso. Para mantener el vuelo nivelado, la sustentación debe ser igual al peso y el empuje debe ser igual a la resistencia. Para aterrizar, el empuje debe ser menor que la resistencia y la sustentación debe ser menor que el peso.

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