¿Por qué vuelan los aviones?

Hace mucho que el hombre aprendió cómo dominar los cielos. Tanto que hoy en día nadie de nosotros imagina el mundo sin un avión. Es tan común que ya nadie se pregunta ¿cómo logra volar algo tan pesado? ¿es magia? Pues no: Es ciencia. Pero es ciencia divertida y útil, a que no imaginas qué tenemos que comprender para saber por qué vuela un avión...

Tomemos en cuenta dos hechos:
-El aire es un fluido
-Los fluidos tienen una forma de comportarse muy particular, adoptando la forma de lo que los rodea (en el caso de nuestra atmósfera, el aire llena todos los huecos del mundo).

El principio de Bernoulli

La ecuación de Bernoulli (o trinomio de Bernoulli) es una consideración hidrodinámica, o sea, toma en cuenta el movimiento del agua o de cualquier fluido. 

En la Wikipedia encontrarás esta ecuación, pero yo te la explico para lo que nos conviene: V = velocidad del fluido. ρ = la viscosidad del fluido. P = la presión del fluido. g = la fuerza de gravedad y z algo que ahora no nos interesa.

El hecho de que la suma de estas tres componentes sea una constante nos hace llegar a una conclusión. En cuanto mayor es la velocidad del líquido, menores tienen que ser las otras dos cantidades, especialmente la presión. Por lo tanto: A mayor velocidad, menor presión.

Para entender esto te voy a poner un ejemplo un poco alocado: Imagina que tienes que tapar con el dedo un tubo de gas. Te puedo garantizar que si el gas no está en uso, será más difícil taparlo. Si alguien prende la estufa (lo cual con una fuga no es una buena idea) será más fácil tapar el agujero.

Lo cual nos lleva a nuestro siguiente punto: La demostración de la validez de esto:

El Tubo de Venturi

Imagina que ese tubo es un tubo que transporta algo (gas, agua, gasolina, ...) y que nosotros estamos verificando que la presión del agua esté en un buen nivel. 

Cuando el agua para por un segmento ancho del tubo entonces tenemos una presión alta, por lo que la altura es h+Δh. 

Luego tenemos que el agua debe pasar por el lado pequeño del tubo, pero para hacerlo, la presión sólo logra levantar el agua hasta la altura h. O sea: comprobamos lo anterior, pues el agua debe pasar más rápido en la sección estrecha para poder recuperar su velocidad al terminar, pues V₁ = V₂, o sea, luego de pasar por el tubo, la velocidad final es igual a la velocidad inicial que llevaba el agua por ese tubo (si quieres tomar notas, esto se usa para medir la cantidad de agua o de petróleo, gas o gasolina que pasa, por ejemplo, por el sistema de agua de la ciudad, por PEMEX, entre muchas otras).

Pero volviendo al tema: ¿Qué tiene que ver con los aviones todo esto?

¡Pues mucho! ¿Recuerdas que dijimos que el aire es un fluido? ¿Ya sabes qué forma tienen las alas de los aviones? 

Las alas de los aviones

Si recuerdas que el aire es un fluido, entonces estarás de acuerdo que tiene que cumplir con el principio de Bernoulli. La forma del ala obliga al aire a dividirse para pasar por ella. Primero, por arriba, el ala mide más distancia, o sea: El aire tiene que recorrer más distancia para llegar al mismo punto, al punto de salida de las flechas que ves en la imagen. 

Por otro lado, por abajo, el ala es plana, haciendo que el aire se mueva lento, pues le da más distancia y el mismo tiempo, por lo que la presión es mayor. ¿Recuerdas eso de a mayor velocidad, menor presión? pues aquí se aplica.

Esa fuerza de empuje, cuando el avión va lo suficientemente rápido, es suficiente para levantarlo por el aire. 

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