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este trabajo hablaré desde cómo un avión, con su gran masa, puede
volar hasta por qué sube un globo aerostático o cómo puede volar una
masa tan grande como la de un dirigible. Todas estas máquinas
construidas hace tiempo por la mano del hombre tienen una cosa común y
es que desafían a la gravedad a pesar de sus elevados pesos y tamaños. Gracias a ellos se ha facilitado el transporte en general en un
tiempo muy reducido.
Qué es la Gravedad Es la propiedad de atracción mutua que poseen todos los objetos compuestos de materia. Fuerza gravitacional entre la Tierra y los objetos situados en su superficie o cerca de ella. Por qué vuela un avión |
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| Avión,
aeronave más pesada que el aire,
por lo general propulsada por medios mecánicos y sustentada
por alas fijas como consecuencia de la acción dinámica de
la corriente de aire que incide sobre su superficie. La teoría fundamental del vuelo del avión es la teoría de la sustentación y de la resistencia al avance. Fuerzas que están en oposición con las de Empuje y Gravedad o peso. |
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Sustentación Un aeroplano se sustenta en el aire como consecuencia de la diferencia de presión que se origina entre la superficie superior e inferior del ala al incidir la corriente de aire sobre la misma. El aire que fluye por la parte superior del ala tiene más velocidad que la que fluye por la parte inferior, lo que implica tener en la parte superior del ala una presión menor que en la parte inferior donde las líneas de corriente se separan produciéndose una alta presión. Esa diferencia de presión produce un efecto de empuje hacia arriba llamado de sustentación. |
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| La
magnitud de este empuje de sustentación depende de la forma de corte
del ala, de su área, de las características de su superficie, de su inclinación
respecto al flujo del aire y de la velocidad.
Cuando en vuelo mantiene la altura,(la velocidad y dirección del avión son constantes) la fuerza de sustentación producida por las alas está en equilibrio con el peso total. Dicho de otro modo, cuando un avión vuela desplazándose horizontalmente (sin ascender ni descender) la fuerza de sustentación es igual al peso del avión. |
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En la medida que aumenta el ángulo de ataque se consigue mayor sustentación y el avión ascenderá. Pero este ángulo tiene un límite a partir del cual, disminuye la sustentación y el avión comienza a descender. El ángulo de ataque máximo, a partir del cual la sustentación comienza a bajar, se denomina ángulo de pérdida. |
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| En la mayoría de los aviones, el punto de mayor sustentación se logra con el ángulo de ataque de 20º. Al aumentar ese valor se produce una disminución de sustentación como consecuencia de la ruptura del flujo de aire sobre el ala, ya que en lugar de paso continuo de aire, se presenta una turbulencia en forma de burbujas, que no produce las condiciones de sustentación necesarias. |  |
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Resistencia Los mismos
factores que contribuyen al vuelo producen efectos no deseables, como la
resistencia, fuerza que tiende a retardar el movimiento del avión en el
aire. Es una fuerza de reacción al avance y la producen las partículas
de aire al friccionar contra la estructura del avión. |
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| Por qué vuela un globo aerostático |
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Globo,
aparato más ligero que el aire consistente en una gran bolsa esférica
y flexible hecha de tela especial impermeabilizada que carece de poros, en cuyo interior hay aire caliente o algún gas más
ligero que el aire. Los globos tripulados admiten a una o dos personas que viajan en una barquilla suspendida. Los globos no tripulados llevan instrumentos para medir y registrar diversos fenómenos físicos. Los globos modernos utilizan hidrógeno o helio o, en el caso de los globos deportivos el aire caliente; aire calentado con un pequeño quemador de gas. |
| Un esquema que resume el mecanismo de un globo aerostático es el siguiente: | |
Ascenso El quemador calienta el aire del interior del globo hasta una temperatura de 100º aproximadamente. El aire caliente se expande, y alrededor de una cuarta parte del aire caliente abandona la base del globo. El peso total se reduce hasta ser menor que la fuerza de solevantamiento y el globo se eleva
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| Una vez el globo está en vuelo, su altura se mantiene abriendo y cerrando la válvula que controla el flujo de gas quemador. | |
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Descenso
El quemador se apaga, y el aire contenido en el globo se enfría. Al contraerse
entra aire de nuevo por la base del globo, aumentando su peso hasta que
excede la fuerza de solevantamiento, luego el globo desciende. |
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Por qué vuela un dirigible |
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| Dirigible,
aparato más ligero que el aire con un globo aerostático de forma fusiforme
o alargada, (reduce la resistencia al aire) al que se le une una o dos
góndolas para la tripulación, pasajeros y las unidades de
alimentación. Tiene un dispositivo de propulsión con uno o varios motores y hélice que provoca el avance en el aire. Hoy, el gas utilizado es el helio por ser un gas no inflamable. |
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| El
mecanismo con el que funciona un dirigible es el siguiente:
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El
helio al ser más ligero reduce el peso del dirigible, igualando la
fuerza de elevación y produciendo la flotación. Dentro, hay compartimentos de aire llamados globos compensadores. Inyectando o expulsando el aire dentro de los globos, disminuye o aumenta el peso del dirigible y éste se eleva o desciende. Además posee hélices que lo conducen e impulsan a través del aire. Las aletas de la cola y el timón pueden hacer que gire o que se incline mientras el dirigible flota en el aire. |
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| La amplia cubierta del dirigible crea un potente solevantamiento para elevar el considerable peso de la cabina, el motor, la hélice y los pasajeros. | ||
ADRIAN CELAYA 4º E.S.O.
