La aerodinámica es la ciencia que se ocupa del estudio del movimiento del aire y de las acciones que ejerce sobre los cuerpos en movimiento inmersos en él.
Aerodinamica significado
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Es la rama de la mecánica de los fluidos que se ocupa del movimiento del aire y de otros fluidos gaseosos, y de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en esos fluidos. Como ejemplo de aerodinámica podemos mencionar el movimiento de un avión a través del aire, las fuerzas que el viento ejerce sobre una estructura o el funcionamiento de un molino de viento, entre otros. La presencia de un objeto en un fluido gaseoso modifica la distribución de presiones y velocidades de las partículas del fluido, originando fuerzas de sustentación y resistencia. La modificación de uno de los valores (presión o velocidad) modifica automáticamente el otro en sentido contrario.
Aerodinamica en aviones
Seguramente muchas veces usted ha leído o escuchado la palabra aerodinámica, y puede tener una ligera idea acerca de ella, tal vez no sabe lo que realmente significa. Es sólo que es una palabra muy utilizada, pero no siempre de la manera correcta. La verdad es que la aerodinámica es algo bastante complejo y aunque todos tenemos una idea un tanto vaga de lo que es, trataremos de dar una definición un poco más completa.
Básicamente, la aerodinámica es la forma en que el aire se mueve alrededor de los objetos. En un sentido ligeramente más técnico, sería cómo se mueven los gases al interactuar con los cuerpos sólidos.
El estudio de la aerodinámica es precisamente el estudio de la interacción entre un objeto en movimiento y el medio por el cual se mueve. Las características físicas del objeto, junto con las características físicas del medio, dan lugar a una dinámica específica de movimiento. Es decir, una determinada aceleración, dirección y velocidad.
¿De qué sirve conocer los principios de la aerodinámica?
La aerodinámica es una rama de la mecánica de fluidos, que es una rama de la mecánica, que es una rama de la física. Se especializa en el estudio de los principios y leyes que rigen las interacciones entre el aire y los objetos.
Conocer los principios de la aerodinámica es útil en una larga lista de actividades. Desde levantar y pilotear un avión, hasta conducir un vehículo o patear una pelota. Cada vez que movemos o lanzamos un objeto, un número de principios físicos actúan que normalmente no no notamos.
Cuanto más rápido sea el movimiento, más notoria será la interacción. Por ejemplo, cuando caminamos no nos damos cuenta de cómo el aire que nos rodea interactúa con nosotros. Sin embargo, cuando corremos podemos notar cómo nos afecta la intensidad y la dirección de la corriente de aire. Lo mismo sucede si el objeto es fijo y es el aire el que se mueve, es decir, hay mucho viento.
A altas velocidades, el aire genera fricción, trata de ralentizarnos. Para reducir la fricción cuando conducimos una motocicleta, por ejemplo, se nos recomienda inclinarnos hacia adelante. Cuando nos agachamos, el objeto -que en este caso es la motocicleta junto con nuestro cuerpo- se vuelve más compacto y el aire encuentra menos superficie sobre la que generar fricción.
Aerodinámica y aeronáutica
Aunque la aerodinámica es algo que podemos observar en las cosas pequeñas, hoy en día su principal utilidad está en el campo de los aviones y las naves espaciales. Hoy en día, nuestro mundo depende de la capacidad de mover objetos, información y personas de forma rápida y eficiente. Gracias a los aviones lo hemos conseguido, y se estima que en un día hay más de 93.000 vuelos.
¿Cómo vuelan los aviones?
La aerodinámica nos lo puede explicar. El principio básico por el cual los aviones vuelan es el principio de Bernoulli, que sostiene que «la presión ejercida por un fluido es inversamente proporcional a su velocidad de flujo. A medida que el avión aumenta su velocidad, hace que el fluido que lo rodea (el aire) ejerza menos presión.
Pero, ¿cómo optimiza un avión su vuelo? En otras palabras, ¿cómo puede aumentar su velocidad para sufrir menos presión y volar de forma más eficiente y segura? La respuesta es simple: gracias a un diseño aerodinámico.
Un diseño aerodinámico implica superficies que generan la menor fricción posible. Los ingenieros tienen en cuenta cada detalle del avión que diseñan, cada metro cuadrado del avión tiene que estar perfectamente diseñado. Pero el verdadero secreto de por qué los aviones vuelan son sus alas.
Principios de la aerodinamica
La aerodinámica es el estudio del efecto del aire que se mueve a través de la superficie de un objeto. Los aviones son objeto de estudio de este tipo, pero los principios aerodinámicos también se aplican a los vehículos de tierra, las pelotas de béisbol y las pelotas de fútbol dobladas, las cometas y cualquier otra cosa que se mueva por el aire.
Las cuatro fuerzas que actúan sobre un vehículo
Empuje, fricción, peso y fuerzas de elevación son los cuatro conceptos básicos de la aerodinámica. El empuje es lo que mueve el vehículo hacia adelante, mientras que la fricción viene del aire que se mueve a través de la superficie del vehículo, ofreciendo resistencia y frenándolo. El peso del vehículo se tira al suelo. La elevación es el aire que se encuentra bajo el ala de un vehículo aéreo que ejerce una fuerza hacia arriba.
Empujar
Cada vez que un vehículo avanza, pasa por el aire. El empuje es la fuerza que impulsa el vehículo hacia adelante. En un avión, el empuje puede ser generado por un motor a reacción o por un motor de combustión interna que hace girar una hélice para mover el aire sobre las alas. En un vehículo terrestre, el empuje también es proporcionado a menudo por un motor de combustión interna.
Fricción
El aire que se mueve a través de la superficie de un vehículo crea fricción que ralentiza el vehículo, por lo que las superficies ásperas o salientes aumentan la resistencia y la ineficiencia. Mantener el cuerpo en movimiento libre de tales restricciones crea menos resistencia y por lo tanto ofrece un menor consumo de combustible y más velocidad. Los diseñadores de vehículos utilizan túneles de viento para evaluar el empuje colocando sensores en la carrocería y una pantalla de humo alrededor del vehículo. Estas pruebas de túnel de viento dictan la forma de la carrocería de los aviones, coches y camiones modernos.
Peso
El peso fuerza a un vehículo hacia abajo a medida que su masa es atraída por la gravedad. Para mantener una aeronave en el aire, la grúa debe superar el peso del vehículo y proporcionar suficiente empuje extra para mantenerla en el aire. Por esta razón, los ingenieros y diseñadores aeronáuticos intentan mantener el avión lo más ligero posible con los materiales más ligeros que se puedan utilizar sin comprometer la seguridad.
Elevación y Ley de Bernoulli
La ley de Bernoulli es un concepto físico que se aplica a los fluidos en movimiento. El aire es un fluido, por lo que la ley de Bernoulli se aplica a las leyes de la aerodinámica. La ley establece que cuando la velocidad del flujo de un líquido aumenta, la presión disminuye; por el contrario, si la velocidad disminuye, la presión aumenta. La elevación en el ala de un avión ocurre porque la velocidad del aire por encima de la parte superior de la aleta es menor que la de la parte inferior del ala. Esta diferencia de presión produce suficiente elevación para soportar un avión en el aire. Mientras que la elevación en un avión es buena, la elevación bajo un automóvil no es deseable, ya que podría hacer que el vehículo sea inestable y difícil de controlar.
Aerodinamica fisica
El nombre aerodinámico está relacionado con el estudio de la dinámica de los cuerpos que se mueven dentro de los fluidos como el aire y otros gases, siendo una importante rama de la mecánica de los fluidos.
Como ejemplos de aplicaciones de la aerodinámica, podemos citar la creación del cuerpo de los aviones, el formato de los proyectiles, entre otros.
La base para el estudio de la aerodinámica está determinada por el principio de Bernoulli. Este principio relaciona la velocidad del flujo de aire y la presión correspondiente, de esta manera tenemos que, para mayores velocidades de flujo, se corresponden menores valores de presión, así como para aumentos de presión, se corresponden disminuciones en la velocidad de flujo.
Basándose en este principio, la ingeniería pudo diseñar las alas de un avión de manera que la velocidad del flujo de aire fuera mejor en la parte inferior del ala, causando así una diferencia de presión entre la parte superior e inferior del avión, y esta diferencia de presión es responsable de mantener el avión suspendido en el aire durante el viaje.
A través del movimiento de parte de las alas, existe la posibilidad de aumentar o disminuir la velocidad del flujo de aire bajo el ala, lo que permite ganar o perder altura, o incluso alterar la dirección de vuelo.
Así como estudiamos el movimiento de partículas en un fluido viscoso como el petróleo, tenemos que entender que también estamos sumergidos en un fluido, el aire. El aire es responsable de gran parte de la fricción que ralentiza la velocidad de los coches. Asimismo, los cuerpos celestes se desintegran cuando entran en contacto con la atmósfera terrestre, porque la fricción con el aire es tan intensa que prende fuego a los cuerpos.
Podemos percibir aquí que uno de los intereses de la aerodinámica también reside en encontrar formatos aerodinámicos, es decir, formas que permitan la menor fricción posible con el aire. El mayor interés en este caso es la industria del automóvil.
Podemos observar que los coches más aerodinámicos son aquellos cuya base está más cerca del suelo, evitando así el flujo de aire por debajo del vehículo y esta característica se lleva al extremo cuando se trata de coches de Fórmula 1.
Otra rama estudiada dentro de la aerodinámica es la de las velocidades supersónicas. Son aquellas que superan la velocidad de propagación del sonido en el aire, que es variable pero que puede considerarse con un valor de 340m/s.
La aplicación básica de las velocidades supersónicas se encuentra en el estudio de la balística y en el estudio de los aviones supersónicos. La velocidad del sonido está representada por el número de Mach, un nombre dado en homenaje al físico austriaco Ernst Mach.
Imagenes de aerodinamica
Videos de aerodinamica
https://www.youtube.com/watch?v=5iwilUQpErA
