هواپیما چطور پرواز می‌کند؟
یک هواپیمای مسافربریِ بزرگ ممکن است بیش از ۳۰۰ تُن جرم داشته باشد؛ به اندازه‌ی ده‌ها کامیونِ پر. با این حال، روی باند تند و تندتر می‌دود، دماغه‌اش بالا می‌رود و از زمین جدا می‌شود. جاذبه‌ی زمین که سیب را پایین می‌کشد، این هواپیمای غول‌پیکر را هم می‌کشد. پس چه نیرویی آن را در هوا نگه می‌دارد؟
هوای تند، فشارِ کم
یک برگه‌ی کاغذ را از وسط تا بزنید و مثلِ یک چادرِ کوچک روی میز بگذارید. حالا با نی، محکم زیرِ چادر فوت کنید. شاید فکر کنید کاغذ بلند می‌شود و می‌پرد. اما برعکس، چادر پایین می‌آید و به میز می‌چسبد!
دلیلش این است: هوایی که تندتر حرکت می‌کند، فشارِ کمتری وارد می‌کند. وقتی زیرِ چادر فوت می‌کنید، هوای زیرِ آن تند می‌شود و فشارش کم می‌شود. هوای آرامِ بالای چادر فشارِ بیشتری دارد و کاغذ را پایین می‌فشارد.
بالِ هواپیما
بالِ هواپیما شکلِ خاصی دارد: رویش کمی برآمده و زیرش صاف‌تر است و کمی رو به بالا کج شده است. وقتی هواپیما با سرعت جلو می‌رود، هوایی که از روی بال می‌گذرد، تندتر از هوای زیرِ بال حرکت می‌کند. پس فشارِ بالای بال کمتر و فشارِ زیرِ بال بیشتر است. هوای زیرِ بال، بال را رو به بالا هل می‌دهد. به این نیروی رو به بالا نیروی بالابری می‌گوییم.
هرچه هواپیما تندتر برود، نیروی بالابری بیشتر می‌شود. برای همین هواپیما باید روی باند سرعت بگیرد تا بتواند بلند شود.
چهار نیرو
به هواپیمایی که در حالِ پرواز است، چهار نیرو وارد می‌شود:
- وزن: جاذبه‌ی زمین که هواپیما را پایین می‌کشد.
- نیروی بالابری: نیرویی که بال‌ها رو به بالا می‌سازند.
- نیروی رانش: نیرویی که موتورها هواپیما را با آن به جلو می‌رانند.
- مقاومتِ هوا: نیرویی که هوا در خلافِ جهتِ حرکت وارد می‌کند.
وقتی نیروی بالابری از وزن بیشتر باشد، هواپیما بالا می‌رود. وقتی رانش از مقاومتِ هوا بیشتر باشد، تندتر می‌شود.
در خانه امتحان کنید
- یک هواپیمای کاغذی بسازید و پرتاب کنید. مسافتی را که می‌رود اندازه بگیرید.
- بال‌هایش را پهن‌تر یا باریک‌تر کنید، یا نوکِ بال‌ها را کمی رو به بالا تا بزنید، و دوباره پرتاب کنید.
- هر شکل را سه بار امتحان کنید و میانگین بگیرید. کدام شکل بیشتر در هوا ماند؟
واژه‌های این درس
- فشارِ هوا - هلی که هوا به سطح‌های اطرافش وارد می‌کند.
- نیروی بالابری - نیروی رو به بالایی که بال‌ها در هوای در حالِ حرکت می‌سازند.
- نیروی رانش - نیرویی که موتورها با آن هواپیما را به جلو می‌رانند.
ایده‌ی اصلی
هوای تندتر فشارِ کمتری دارد. شکلِ بالِ هواپیما هوای بالای آن را تندتر می‌کند و این نیروی بالابری می‌سازد. به هواپیمای در حالِ پرواز چهار نیرو وارد می‌شود: وزن، بالابری، رانش و مقاومتِ هوا.