¿Por qué vuelan los aviones? ¡Experimento!

¿Cómo es posible que un aparato metálico de más de 170 toneladas, sin contar a los pasajeros (algunos pasaditos de peso), se sostenga en el aire como un grácil pajarillo? Con un experimento ¡de un objeto que levita! y que puedes hacer en casa, conocerás la respuesta.

Experimento

Hagamos un experimento. Necesitas:

• Una bolita de unicel de unos 4 centímetros.

• Una hoja de papel

• Cinta adhesiva

• Un palito de madera redondo.

• Cordón o hilo

• Una secadora de pelo

¿Ya tienes tu material?

Recorta un rectángulo de papel de unos 10 centímetros de ancho. Pégalo con cinta adhesiva en la circunferencia de la bolita de unicel, formando un cilindro. Sácale punta al palito y, pasando por enmedio del cilindro, clávalo en la bolita de unicel. Amarra un extremo del palito con el hilo y dejando unos 20 o 30 centímetros, pega la otra punta una mesa. 

Ahora toma la secadora… lee las instrucciones (o, si eres menor, pídele ayuda a alguien mayor), ponla en el modo más fuerte sin que salga aire caliente ¡no te vayas a quemar!

Mientras sostienes verticalmente el cilindro sosteniéndolo por el palito, pon la secadora en un ángulo levemente inclinado de abajo hacia arriba y enciéndela…

¿Qué crees que suceda?

1. El cilindro se caerá

2. El cilindro será arrojado lejos

3. El cilindro se sostendrá en el aire

4. El cilindro explotará en pedazos

¡Wow! ¡El cilindro se queda suspendido! No te desespere si tu cilindro no flota a la primera. Intenta variar poco a poco la distancia y el ángulo de la corriente de aire.

Explicación

Pero ¿por qué se queda suspendido?

El aire es un fluido que ejerce presión en todos los objetos que nos encontramos sumergidos en él. De hecho, tienes casi una tonelada de aire sobre tu cabeza y tus hombros. Si no se siente como si estuvieras cargando un pequeño auto, es porque el aire ejerce presión similar en en todas direcciones de tu cuerpo.

Igual pasa con el cilindro. Pero cuando el viento llega a la superficie de tu objeto, la superficie redondeada hace que las corrientes de aire se compriman. El aire cuando se comprime, viaja más rápido. Como cuando, para soplar con más fuerza, haces más estrecha la abertura de tu boca.

El principio de Bernoulli indica que, al viajar más rápido, un fluido disminuye su presión. Esto se debe al principio de conservación de energía: al ganar energía cinética, el aire pierde la energía potencial, o sea, la presión. Si antes la atmósfera presionaba en todas direcciones al objeto, ahora la presión en la parte de arriba es menor que la presión en la parte de abajo. Por lo tanto el objeto sube.

El perfil de un ala suele tener una forma como esta. Como puedes ver, el principio de Bernoulli aplica también. Tenemos la gravedad jalando al avión hacia abajo. Si añadimos un impulso hacia adelante causado por los motores, hélices o turbinas, tenemos una corriente de aire que, al pasar por el perfil redondeado aumenta su velocidad en la parte superior, lo cual disminuye su presión -por el principio de Bernoulli- y genera la sustentación, que es el fenómeno de que un objeto tan pesado pueda elevarse en el aire. Pero en el caso del ala, esta no es la única fuerza en acción. Si así fuera, no habría aviones que vuelen “de cabeza” ¡Y sí hay!.

Cuando un avión vuela de cabeza, levanta la nariz para producir este plano inclinado. Por eso puede haber aviones con alas planas. Por cierto es el mismo principio que aplican las hélices, los ventiladores y los tornillos.

Aunque explicamos los principios básicos, el vuelo de los aviones es mucho más complicado. Las puntas de las alas generan vórtices, por ejemplo. Y ni siquiera hemos hablado de las matemáticas necesarias para calcular fenómenos como las turbulencias…

Y ya que tienes en tus manos una secadora y una bolita de unicel intenta esto: enciende la secadora apuntando hacia arriba y coloca la pelotita sobre la corriente de aire. No es sorprendente que la esfera “levite” de esta manera… pero inclina la secadora poco a poco y…

¡Curiosamente!