TEOREMA DE BERNOULLI

Alas y cosas de elevación.

Las aves y los aviones tienen una cosa muy importante en común: ambos hacen uso de las alas para volar.

Un águila y un avión de pasajeros pueden no parecer iguales, pero sus alas se forman de una manera similar. La superficie superior del ala es curvada. Se eleva abruptamente y suavemente desde el frente, o borde delantero, y luego se aleja suavemente a la parte trasera, o borde de arrastre. La superficie inferior del ala, en comparación, es mucho más plana.

¿Por qué esta forma particular es tan importante para el vuelo?

Experimenta un Tunel de viento

Necesitarás:

  • 16 cajas grandes de leche
  • Un potente ventilador, preferiblemente con varios ajustes de velocidad
  • Una gran mesa
  • Pegamento o cinta adhesiva
  • Una hoja de papel (aproximadamente 8 " por 11")
  • Una aguja de tejer
  • Hilo de algodón (estambre)











Qué hacer:

Cortar el frente y la parte posterior de los cartones de leche. Pegue o cinta los cartones juntos para hacer un cuadrado de 4 por 4, como se muestra. Fijar este arreglo a la tabla de mesa. Coloque el ventilador detrás de los cartones para que esté exactamente en línea con ellos. Coloque el centro del ventilador opuesto al centro del cuadrado. El túnel de viento básico ahora está completo.

Doble la hoja de papel por la mitad. Tape la mitad superior a la mitad inferior alrededor de 1 pulgada del borde. El papel ahora parece un ala de avion. Deslice la aguja de tejer en el pliegue.

Cambie el ventilador a su velocidad más baja. Mantenga el nivel de la aguja de tejer en el centro de la corriente de aire con el lado curvo del ala hacia arriba. ¿Qué pasa? Gire el ala alreves y vuelva a intentarlo. ¿Qué efecto tiene esto?

Llevándolo más lejos:

Encinta varios pedazos de hilo a lo largo del borde delantero del ala para que se retrocedan sobre la superficie del ala superior. Vuelva a colocar el ala en el túnel de viento. ¿Qué pasa con el hilo cuando se vuelve a encender el flujo de aire? ¿Qué sucede si cambia el ventilador a una velocidad más alta?

Hacer alas de varias formas diferentes y probarlas. Registra tus resultados e intenta explicarlos.

Experimento a profundidad:

Son posibles muchas mejoras al túnel de viento básico. Sería muy útil, por ejemplo, instalar un ventilador con una velocidad continuamente variable. Esto sólo debe ser intentado por un adulto con un buen conocimiento del equipo eléctrico. De manera similar, un dispositivo para medir la velocidad del viento (un anemómetro) sería una adición valiosa para experimentos más avanzados. Los cartones de leche podrían ser reemplazados por una matriz más permanente hecha de finos paneles de madera.

También se necesitará algún tipo de arreglo si los planos del modelo deben ser probados apropiadamente en el túnel de viento. Se podría construir un marco a partir del cual el modelo podría ser suspendido por hilos. Los hilos tendrían que estar lo suficientemente flojos como para que el avión pudiera levantarse o caer, o inclinarse hacia la izquierda o hacia la derecha, pero no tan sueltos como para dejarlo fuera de control. En la práctica, esto no es fácil. Un método alternativo es mantener el plano firme y sujetar el hilo de algodón a las áreas de interés del modelo. La forma en que el hilo es soplado indica el comportamiento del flujo de aire.

Explicación:

El aire que pasa bajo el ala continúa más o menos en línea recta. Esto se debe a que la superficie inferior del ala es casi plana. Sin embargo, el aire que fluye sobre el ala tiene más lejos por donde ir, porque la superficie superior es curvada. Para mantenerse al corriente con el aire por debajo, el aire en la parte superior tiene que moverse más rápido. Pero según el principio de Bernoulli, una velocidad más alta significa una presión más baja. Como resultado, el aire en la parte superior del ala debe presionar menos contra el ala que el aire por debajo.

Dado que la presión hacia abajo sobre la parte superior del ala móvil es menor que la presión hacia arriba sobre el fondo del ala, existe una fuerza ascendente global. Esta fuerza ascendente se llama ELEVACIÓN.

Una forma de ala, o AIRFOIL, es la mejor forma para producir elevación. Es por eso que la naturaleza utiliza perfiles aerodinámicos en aves, insectos voladores y murciélagos, y por qué los ingenieros humanos los utilizan en varios tipos de aeronaves.

Les comparto un video como ejemplo de que hacer. https://youtu.be/qDQncRSlL8c


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