FACULTAD DE EDUCACIÓN

LEYES DE NEWTON EN UN AVIÓN

ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR

GRADO: 10

TIEMPO: 4 MESES (40 HORAS)

PRESENTADO POR:

DIANA MILENA FLÓREZ

HECTOR SARMIENTO

UNIVERSIDAD MINUTO DE DIOSFACULTAD DE EDUCACIÓN

FUNDAMENTOS DE TECNOLOGIA IIIBOGOTA

2012

SITUACIÓN PROBLEMA

¿Cuáles son las l eyes de Newton que se apl ican en e l

func ionamiento de un avión?

¿SABIAS QUE?

Muy probablemente fue el artista e inventor italiano Leonardo da Vinci la primera persona que se dedicó seriamente a proyectar una máquina capaz de volar. Da Vinci diseñó planeadores y ornitópteros, que usaban los mismos mecanismos usados por los pájaros para

CONTEXTUALIZACIÓN

Avión: también denominado aeroplano, es un aerodino de ala fija, o aeronave con mayor densidad que el aire, provisto de alas y un espacio de carga capaz de volar, impulsado por uno o más motores.

Partes de un avión

Un avión (sea comercial, de club aéreo o militar) tiene las mismas partes:

HISTORIA

Siglo XIX Planeadores: En primer lugar, aparecieron los planeadores, máquinas capaces de sustentar el vuelo controlado durante algún tiempo. En 1799, George Cayley, diseñó un planeador relativamente moderno, que contaba con una cola para controlarlo, y un lugar donde el piloto se podía colocar, por debajo del centro de gravedad del aparato, dando así estabilidad al aeronave.

1900 - 1914: Los primeros vuelos en una aeronave más pesada que el aire: Durante la década de 1890, los Hermanos Wright se interesaron por el mundo de la aviación, especialmente con la idea de fabricar y hacer volar una aeronave más pesada que el aire, que pudiese despegar por medios propios.

1945 – 1980: Después del fin de la Segunda Guerra Mundial, la aviación comercial pasó a desarrollarse de manera independiente a la aviación militar

Fuerzas en vuelo

Para que el avión pueda volar se concentran CUATRO fuerzas aplicadas al avión:

1. El peso del avión, que lo empuja hacia la tierra, por efecto de la gravedad.

2. La sustentación del avión que es producida por la forma aerodinámica de las alas, al moverse el avión por el aire.

Una forma de probar la sustentación es colocar una hoja de papel sobre la una regla. Colocar esa regla a la altura de la boca y soplar sobre el papel. El papel se levantará por efecto de la sustentación.

3. El empuje que producen los motores jet o las hélices y que hace que el avión pueda moverse por el aire.

4. La resistencia al avance, que es la fuerza que se opone al movimiento.

Una forma de probar la resistencia es en un auto en movimiento. Sacar la mano poniendo la cara completa al aire, y luego colocando la mano de canto. la resistencia (fuerza que llevará la mano hacia atrás) será mayor en la mano con la cara completa que sólo con el canto.

Para que el avión pueda volar la sustentación debe ser MAYOR que el peso del avión, y el empuje que entregan los motores también MAYOR que la resistencia de todo el avión.

¿Por qué vuelan los aviones?

Todo el mundo cree saber porque vuelan los aviones. El famoso Principio de Bernoulli, que dice, si la velocidad del aire aumenta, la presión de este disminuye. Por esto un ala genera

sustentación dado que el aire circula a mayor velocidad por su cara superior, creando una zona de baja presión, lo cual por equilibrio de presiones da como resultado la sustentación.

Las leyes de Newton complementan al Principio de Bernoulli.

La primera Ley de Newton dice: Un cuerpo en reposo tratara de mantenerse en reposo, un cuerpo en movimiento se mantendrá sin cambiar su condición, hasta que se le aplique una fuerza externa sobre él.

La primera ley de Newton aplicada a la aeronáutica viene a decirnos que si vemos un flujo de aire deformado o que una masa de aire pasa del estado reposo a estar en movimiento, hay una fuerza que actúa sobre ella.

La tercera ley de Newton dice que a toda acción existe una reacción igual y opuesta. Para lograr generar sustentación un ala debe hacer algo a la masa de aire. Lo que el ala hace a la masa de aire es la acción mientras que la sustentación es la reacción. La figura muestra el flujo de aire como debe ser dibujado. El flujo de aire pasa por la parte superior del ala y es desviado hacia abajo. El desvío del aire es la acción. La reacción es la sustentación producida por el ala. El aire que sube en la parte delantera del ala lo llamaremos “upwash” y el que desciende por la parte posterior del ala lo llamaremos “downwash”.

IMPACTOS AMBIENTALES DE LA AVIACIÓN

La aviación civil produce impactos sobre el ambiente debido a las emisiones de los motores aeronáuticos, con contaminación acústica, partículas, gases, contribuyendo al cambio climático1 2 y el oscurecimiento global.3 A pesar de las reducciones en las emisiones de automóviles y a más eficientes en consumo de combustible y menos contaminantes motores de turbofán y turboprop, el rápido crecimiento del tráfico aéreo en recientes años contribuyedo al incremento en la total contaminación atribuíble a la aviación. En la UE, las emisiones de gas de invernadero de la aviación se incrementó en un 87% entre 1990 y 2006.4

Existe un debate en principio para posibles impuestos a los viajes aéreos y la inclusión de la aviación en los esquemas de comercio de derechos de emisión, con la visión de asegurar que el total de costos externos de la aviación civil sean tomados en cuenta.

ACTIVIDADES

a. Actividad teórica

Responde:

1. ¿Cuáles son las fuerzas aplicadas en el vuelo de un avión?

2. ¿En qué consiste el principio de Bernoulli?

3. Realiza un cuadro sinóptico sobre las leyes de Newton.

4. ¿Cómo se aplica la primera ley de Newton en el vuelo de un avión?

5. ¿Cómo se aplica la segunda ley de Newton el vuelo de un avión?

6. ¿Cómo se aplica la tercera ley de Newton en el vuelo de un avión?

7. Un avión de 200 t de masa se dispone a despegar. Para ello utiliza toda la fuerza de sus motores, que es de 600000, y consigue despegar después de una carrera que dura 20 s. ¿Con qué velocidad levanta el vuelo el avión?

8. Un avión de 80 tn, que está parado en la cabecera de la pista, arranca y alcanza una velocidad de despegue de 162 km/h, tras recorrer 1,8 km por la pista. ¿Qué fuerza, supuestamente constante, han ejercido los motores?

b. Actividad practica

A continuación te presentaremos un ejemplo de cómo desarrollar y modelar un avión en papel:

Junto con tu grupo de trabajo consigue las siguientes herramientas y materiales que necesitaras para el trabajo.

• Cartón paja

• Tijeras.

• Pegante.

Siguiendo las orientaciones del Docente realiza:

1. Pegar las piezas del molde en el cartón paja.

2. Recortar las piezas

3. Doblar los pliegues de las piezas.

4. Ensamblar las piezas

PROPUESTA

Teniendo en cuenta el ejercicio anterior y tu creatividad, elabora un modelo armable y desarmable de un avión.

EVALUACIÓN

En el transcurso de las diferentes cesiones se evaluará el desarrollo de las actividades propuestas. De esta forma será: continua, permanente e integral.

Teniendo en cuenta:

• Participación

• Calidad del trabajo

• Apropiación de conceptos.

• Trabajo de casa

• Presentación y sustentación del trabajo final.