Aerodinámica: Explicando cómo funciona el vuelo

No hay una única manera de explicar como funciona el vuelo

Wired

Seamos claros: los aviones son complicados. Claro, es muy posible obtener un pedazo de papel y doblarlo de una manera particular para que vuele. Pero la física del vuelo no es trivial. Es aún más difícil dar una explicación de las fuerzas en un avión volador en un video corto, que es lo que hice con mi reciente video de WIRED sobre la física del vuelo.



Uno de los comentarios más comunes a este video fue algo como esto:

¿Qué diablos está mal con este video? Un tipo intenta explicar cómo vuelan los aviones y ni siquiera dijo la palabra "Bernoulli". Todo el mundo sabe que los aviones vuelan debido al principio de Bernoulli. Este chico necesita volver a la escuela.

OK, la parte sobre volver a la escuela probablemente sea cierta (siempre puedo aprender más). Pero resulta que realmente no necesitas el principio de Bernoulli para explicar cómo los aviones pueden volar.

Supongamos que quería explicar el vuelo de un avión. Podría usar esta explicación común:

Un ala está curvada en la parte superior. Cuando corre hacia el aire, algo de aire pasa por encima y parte por debajo. Dado que la ruta de aire superior es más larga, tiene que ir más rápido. De acuerdo con el principio de Bernoulli, el aire más rápido reduce la presión. Con menos presión en la parte superior, el avión se empuja hacia arriba. Es física.

Por desgracia, hay problemas con una explicación como esta. El primer problema es que el aire no viaja demasiado rápido a mayor velocidad porque es un camino más largo, eso no es cierto (consulte este gran video que explica los problemas comunes con la explicación de vuelo). El segundo problema es atacar una idea complicada (volar) con otro concepto difícil (principio de Bernoulli). Al usar el principio de Bernoulli, la física del vuelo se convierte en un juego de asociación de palabras. Digo fuerza de elevación, dices Bernoulli. No se preocupe por lo que eso significa, solo recuerde que Bernoulli es la respuesta correcta.



Puedes ver este tipo de explicaciones en otras áreas. Mi favorito es la cuestión de qué causa las estaciones en la Tierra. O como lo expreso: ¿por qué hace más calor en el verano? Si le preguntas a la gente en la calle, apuesto a que la mayoría de ellos dirán algo sobre la inclinación del eje de la Tierra. De hecho, es más cálido en la Tierra (en el hemisferio norte) debido al eje inclinado de la Tierra. Pero si presiona más y pregunta por qué esto lo hace más cálido, hay muchas posibilidades de que respondan que la inclinación de la Tierra nos acerca más al sol, lo que calienta las cosas. SUGERENCIA: Esto está mal. La verdadera razón por la que hace más calor en el verano es porque el sol viaja más alto en el cielo por más tiempo. Ambos factores implican un mayor calentamiento solar del suelo y un clima más cálido. De hecho, debido a que la órbita de la Tierra no es completamente circular, en realidad estamos más lejos del sol durante el verano, pero aún está más caliente que el invierno.

Entonces, al final, las personas adquieren este falso sentido de comprensión (ya sea sobre aviones voladores o el motivo de las estaciones).

En el caso de la elevación del ala, me gusta usar ideas más fundamentales, como el principio de impulso. Esta es la misma idea que usarías para explicar las fuerzas en una pared cuando una pelota la golpea. Es más probable que un ser humano pueda relacionarse con la idea de una pelota que rebota que algo así como el principio de Bernoulli. Aquí está la versión corta de cómo funciona un ala. El ala choca contra el aire de tal manera que lo empuja hacia abajo. Como las fuerzas vienen en pares, empujar el aire hacia abajo significa que el aire empuja hacia arriba en el ala. Boom, esa fuerza es lo que llamamos lift.

Esto va junto con mi regla número 1 en la comunicación de la ciencia:

Rara vez puede estar 100% correcto en su explicación, pero puede estar 100% equivocado. El objetivo no es ser correcto en su escritura, es no estar equivocado.

El video volador no cuenta toda la historia, pero no está mal. Además, explicar la fuerza de sustentación utilizando el principio de momento no es nuevo (por ejemplo, ver este artículo) y no cuenta la historia completa. La interacción con el ala y el aire no solo depende de la parte inferior del ala, sino también de lo que sucede con el aire en la parte superior del ala. En física, siempre es complicado.