Η Άντρεα προκλήθηκε να μεταφερθεί από την #travelbeez στην #sciencebez και να γράψει το θέμα «Το ταξίδι μέσα από άλλη ματιά…η επιστήμη της πτήσης!». Το θέμα της δόθηκε από έναν άλλο αρθρογράφο. Το ποιος την προκάλεσε, θα το μάθεις στο τέλος αυτού του άρθρου! Τι λες, να της αλλάξουμε κατηγορία; Δείξε μας πατώντας ένα μελισσο-reaction μετά το άρθρο!


Αγαπημένοι μου sciencebeez,

Ευχαριστώ τον αρθρογράφο που μου έδωσε το σημερινό θέμα, γιατί το αεροπλάνο είναι από τα αγαπημένα μου μεταφορικά μέσα, αφού λατρεύω να ταξιδεύω μέσα στα σύννεφα και να βλέπω τοπία από ψηλά.

O άνθρωπος από παλιά ήθελε να πετάξει στον ουρανό (π.χ. η ιστορία του Ίκαρου) και, ενώ αρκετοί προσπάθησαν να το επιτύχουν (π.χ. George Cayley το 1849, Hiram Maxim το 1894), τα αδέρφια Wright έκαναν την πρώτη ελεγχόμενη πτήση στις 17 Δεκεμβρίου 1903.

Το αεροπλάνο των αδελφών Wright – Flyer 1

thoughtco.com

Fact: H πρώτη επιβατική πτήση έγινε την 1η Ιανουαρίου 1914 στην Αμερική μεταξύ των πόλεων St. Petersburg και Tampa, η οποία είχε 1 επιβάτη και διήρκησε 23 λεπτά.

Φυσικά η εξέλιξη του αεροπλάνου από το 1903 μέχρι σήμερα είναι πραγματικά αξιοσημείωτη εάν σκεφτούμε πως σήμερα υπάρχουν αεροπλάνα όπως το Airbus 380.

secureservercdn.net

Θεωρώ πως όλοι μας έχουμε επιβιβαστεί σε αεροπλάνο τουλάχιστο μια φορά στη ζωή μας. Ας μάθουμε λοιπόν σήμερα λίγα περισσότερα πράγματα για την επιστήμη της πτήσης των αεροπλάνων.

Αρχικά να επισημάνουμε ότι υπάρχουν 4 δυνάμεις που ασκούνται σε ένα αεροπλάνο:

  • η δύναμη της ανύψωσης  (lift) που ωθεί το αεροπλάνο προς τα πάνω.
  • η δύναμη της αντίστασης (drag) του αέρα.
  • η δύναμη της ώθησης (thrust) που δίνει ο κινητήρας στο αεροπλάνο για να επιταχύνει.
  • η δύναμη της βαρύτητας (weight/gravity) που δημιουργείται από το βάρος του αεροπλάνου.

quoracdn.net

Η επιστημονική μας ανάλυση θα συνεχιστεί με την εφαρμογή των Νόμων του Νεύτωνα.

Πρώτος νόμος του Νεύτωνα (Nόμος της αδράνειας)

“Ένα σώμα παραμένει ακίνητο ή συνεχίζει να κινείται ευθύγραμμα με σταθερή ταχύτητα, αν δεν του ασκούνται καθόλου δυνάμεις ή του ασκούνται δυνάμεις με συνισταμένη μηδέν”.

grc.nasa.gov

Τα αεροπλάνα κινούνται ευθύγραμμα με σταθερή ταχύτητα  και αυτό επιτυγχάνεται όταν η ώθηση ισούται με την αντίσταση.

Επίσης, όταν ο πιλότος αυξάνει την ώθηση, το αεροπλάνο επιταχύνει και αυξάνεται η ταχύτητα (velocity). Η αυξημένη ταχύτητα οδηγεί στην αύξηση της αντίστασης και η επιτάχυνση του αεροπλάνου σταματά, όταν οι δύο δυνάμεις ισορροπούν πάλι με αποτέλεσμα το αεροπλάνο να κινείται με μια σταθερή αλλά αυξημένη ταχύτητα.  

Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα

“Η δύναμη που ασκούμε σε ένα σώμα είναι ίση με το γινόμενο της μάζας του σώματος επί την επιτάχυνση που αποκτά το σώμα”.

Ο σχετικός τύπος είναι: Force (f) =mass (m)* acceleration (a).

grc.nasa.gov

Η επιτάχυνση (acceleration) του αεροπλάνου μπορεί να υπολογιστεί από τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα. Εάν υποθέσουμε ότι η μάζα (mass) του αεροπλάνου παραμένει σταθερή, τότε ο πιο πάνω τύπος διαμορφώνεται ως εξής: a=F/m.

Επισημαίνεται ότι η μάζα του αεροπλάνου παραμένει σχετικά σταθερή κατά τη διάρκεια της πτήσης λόγω του ότι η μόνη μείωση προέρχεται από την μείωση της μάζας των καυσίμων, τα οποία  αποτελούν μικρό ποσοστό της συνολικής μάζας του αεροπλάνου.   

Τρίτος νόμος του Νεύτωνα

“Για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση”.

grc.nasa.gov

Όπως αναφέραμε πιο πάνω οι κινητήρες παράγουν ώθηση και αυτό οφείλεται στη δράση και στην αντίδραση. Ο αέρας που εισέρχεται στη μηχανή παράγει καυσαέρια, τα οποία εξέρχονται από πίσω ωθώντας το αεροπλάνο προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Επίσης, η ανύψωση δημιουργείται από τον αέρα που εκτρέπεται προς τα κάτω από την δράση της αεροτομής (airfoil) και σε αντίδραση το πτερύγιο ωθείται προς τα πάνω.

Αν και έχουν περάσει χρόνια για να ασχοληθώ με την Φυσική, προσπάθησα σήμερα να σας δώσω μία ιδέα για την επιστήμης της πτήσης. Ελπίζω να μην έχετε απορίες, γιατί θα δυσκολευτώ να σας τις λύσω!!! Πιο κάτω παραθέτω τις πηγές που χρησιμοποίησα για όσους θέλουν να μάθουν περισσότερα γι’ αυτό το θέμα.

Πηγές:

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/newton1.html
https://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/newton2.html
https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/newton3.html
https://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/motion.html
https://wright.nasa.gov/airplane/newton3.html
https://www.kathimerinifysiki.gr/2019/02/pos-petane-ta-aeroplana.html
https://www.kathimerinifysiki.gr/2017/01/treis-nomoi-neutwna.html
https://coolweb.gr/pos-petane-aeroplana/
https://www.ucy.ac.cy/phy/documents/physics/phys102/lecture3.pdf
http://www.porlidas.gr/ScienFAll/NewtLawsGr.htm

***Απαγορεύεται η μερική ή ολόκληρη αναδημοσίευση του άρθρου σε άλλα sites χωρίς τη συγκατάθεση του beezdom.com

***Πηγή φωτογραφίας εξωφύλλου: thoughtco.com


Like it? Share with your friends!

​Πες μας τη γνωμη σου...

ΑΓΑΠΩ! ΑΓΑΠΩ!
8
ΑΓΑΠΩ!
ΔΕΝ ΜΟΥ ΑΡΕΣΕΙ! ΔΕΝ ΜΟΥ ΑΡΕΣΕΙ!
1
ΔΕΝ ΜΟΥ ΑΡΕΣΕΙ!
ΠΙΟ ΒΑΡΕΤΟ ΠΕΘΑΙΝΕΙΣ! ΠΙΟ ΒΑΡΕΤΟ ΠΕΘΑΙΝΕΙΣ!
0
ΠΙΟ ΒΑΡΕΤΟ ΠΕΘΑΙΝΕΙΣ!
ΔΑΚΡΥΣΑ... ΔΑΚΡΥΣΑ...
0
ΔΑΚΡΥΣΑ...
ΕΝΤΥΠΩΣΙΑΣΤΗΚΑ! ΕΝΤΥΠΩΣΙΑΣΤΗΚΑ!
11
ΕΝΤΥΠΩΣΙΑΣΤΗΚΑ!
ΓΕΛΩ ΜΟΝΟΣ/Η ΜΟΥ! ΓΕΛΩ ΜΟΝΟΣ/Η ΜΟΥ!
0
ΓΕΛΩ ΜΟΝΟΣ/Η ΜΟΥ!