# data[].attributes.body
2018-1-ES01-KA204-050530

El apoyo de la Comisión Europea para la elaboración de esta publicación no implica la aceptación de sus contenidos, que es responsabilidad exclusiva de los autores. Por tanto, la Comisión no es responsable del uso que pueda hacerse de la información aquí difundida

# data[].attributes.body
Fundamentos científicos

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
NIVEL ACADÉMICO

Desde 3º de Educación Secundaria Obligatoria, a 1º de Bachillerato.

* Entender como un avión "flota" en el aire.
* Comprender los fenómenos que hacen posible que un avión se sustente en el aire.
* Valorar la aportación de la ciencia a cubrir las necesidades de los seres humanos y a mejorar sus condiciones de vida.
* Reconocer y valorar el trabajo en equipo como la manera más eficaz para realizar determinadas actividades.

CONTENIDOS

* Tercera ley de Newton: principio de acción-reacción.
* Efecto Venturi.
* Efecto Bernoulli.
* Efecto Coanda.
* Torque (momento de Fuerza).

RECURSOS Y MATERIALES

* Hojas de papel.
* Globos.
* Bolas de corcho.
* Cuerdas.
* Pelotas de ping-pong.
* Secador de pelo.
* Vela.
* Caja.
* Botella.
* Soplador de hojas.
* Pelota de playa.
* Tapón.
* CD.
* Cinta adhesiva.

DESARROLLO

Paso 1
El efecto de sustentación lo podemos explicar utilizando una hoja de papel. Para ello, soplamos sobre un filo de la hoja y observamos qué ocurre. La hoja se levanta porque en la parte superior se experimenta una menor presión que en la parte inferior de la misma. Dicha diferencia de presión "empuja" la hoja hacia arriba.
Paso 2
Cogemos dos bolas de corcho a las que ataremos una cuerda, y las fijamos a un soporte dejándolas a una distancia de unos 5 cm entre cada una.
A continuación podemos pedir a un voluntario que sople entre las bolas. Estas no se van a separar, sino que se unirán explicando con ello el efecto Bernoulli (el aire que fluye por encima de las alas lo hace a mayor velocidad que el que fluye bajo ellas, lo que disminuye la presión superior), y el efecto Coanda (un fluido en circulación tiende a adherirse a la superficie del conducto sólido sobre el que circula).
Paso 3
Para estos mismos efectos ( Bernoulli y Coanda) podemos utilizar una caja alta y una vela.
Colocamos la vela detrás de la caja y en la parte contraria un secador de pelo. Veremos que el aire del secador no apaga la vela. Por el contrario, si sustituimos la caja por una botella, la vela se apagará tan sólo encender el secador.

Paso 4
El mismo secador y unas bolas de ping-pong nos servirán para explicar la sustentación que experimenta un avión en el aire.
Encendemos el secador e intentamos hacer "bailar" varias pelotas con el aire que el secador produce. El mismo efecto lo podemos realizar con un soplador de hojas y una pelota de playa. ¡Espectacular!
Paso 5
El principio de acción-reacción es fácil de explicar haciendo un Aerodeslizador. Para ello podemos emplear un CD, al que le pegaremos un tapón.
Colocamos un globo en la tapa y sellamos con cinta adhesiva.
Inflamos el globo y se cierra el tapón.
Ponemos el dispositivo en una superficie plana, abrimos el tapón y el disco se deslizará. También lo podemos explicar simplemente inflando el globo y dejando escapar el aire. Este principio se refiere al hecho de que el aire a gran velocidad, impacta contra el ala y la "empuja" hacia arriba. Dicho impacto, que será más fuerte cuanto mayor sea la velocidad del aire, se produce en la base del ala, cuando esta se encuentra a un determinado ángulo (ángulo de ataque). Cada molécula de aire es como un proyectil que impacta contra el ala y la impulsa en un ángulo ascendente. Lo vemos mejor en el siguiente dibujo:

Paso 6
Para explicar el momento de fuerza (es la fuerza que se aplica a un sistema que puede girar sobre un determinado centro de masas), pondremos a los niños a hacer aviones de papel con y sin alerones traseros. Nos servirán para explicar que, es en el alerón dónde chocan las moléculas de aire en movimiento. Dicho choque constante fuerza al avión a girar sobre su centro de masas, generando una fuerza de giro (torque). Este torque obliga a que el morro del avión se eleve.

TEMPORALIZACIÓN

Aproximadamente entre 15 y 20 minutos.

Elena Morales García

# data[].attributes.attachment_link.description
NIVEL ACADÉMICO Desde 3º de Educación Secundaria Obligatoria, a 1º de Bachillerato. * Entender como un avión "flota" en el aire. * Comprender los fenómenos que hacen posible que un avión se sustente en el aire. * Valorar la aportación de la ciencia a cubrir las necesidades de los seres humanos y a mejorar sus condiciones de vida.

# data[].attributes.attachment_link.description
Tab to the 'Section' role to play the lesson. The is the playposit video player. Press 'Space/Enter' to play/pause the video. Press 'M' to mute. Press 'Arrow left/right' to rewind or fast-forward. Press 'Arrow up/down' to change the volume.

# data[].attributes.attachment_link.title
21 Cartel explicativo Visual Pieza Ala de avión

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
La hidrodinámica es la rama de la hidráulica que estudia la dinámica de los fluidos.

Para el estudio de la hidrodinámica se pueden considerar diferentes aproximaciones, dependiendo del problema que se vaya a abordar, como por ejemplo las siguientes:

en muchos casos, los cambios de densidad en los fluidos se pueden despreciar, por lo que se puede considerar que el fluido a estudiar es un líquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión. Por esta misma razón, dicha aproximación no se suele utilizar para modelar gases;

en algunos casos (en bastantes casos macroscópicos o en hidrodinámica cuántica) se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que la pérdida de energía debido a esta es mucho menor que la debida a la inercia de su movimiento;

en muchos casos, se puede suponer que el flujo de los líquidos alcanza un régimen estable denominado régimen estacionario, en el que la velocidad del líquido en cualquier punto es independiente del tiempo.

La hidrodinámica tiene aplicaciones en múltiples escalas que van desde la escala nanoscópica a la macroscópica.

Daniel Bernoulli fue uno de los primeros matemáticos que realizó estudios de hidrodinámica, siendo precisamente él quien dio nombre a esta rama de la física con su obra de 1738, Hydrodynamica.

La hidrodinámica (estudio de los fluidos en movimiento) presenta varias características que pueden ser descritas por ecuaciones matemáticas muy sencillas como:

Ley de Torricelli: si en un recipiente que no está tapado se encuentra un fluido y se le abre al recipiente un orificio la velocidad con que caerá ese fluido será:

La otra ecuación matemática que describe a los fluidos en movimiento es el número de Reynolds (adimensional):

donde es la densidad, la velocidad, es el diámetro del cilindro y es la viscosidad dinámica. Concretamente, este número indica si el fluido es laminar o turbulento, o si está en la zona de transición. indica laminar, turbulencia.

El caudal o gasto es una de las magnitudes principales en el estudio de la hidrodinámica. Se define como el volumen de líquido que fluye por unidad de tiempo . Sus unidades en el Sistema Internacional son los m³/s y su expresión matemática:

Esta fórmula nos permite saber la cantidad de líquido que pasa por un conducto en cierto intervalo de tiempo o determinar el tiempo que tardará en pasar cierta cantidad de líquido.

El principio de Bernoulli es una consecuencia de la conservación de la energía en los líquidos en movimiento. Establece que en un líquido incompresible y no viscoso, la suma de la presión hidrostática, la energía cinética por unidad de volumen y la energía potencial gravitatoria por unidad de volumen, es constante a lo largo de todo el circuito. Es decir, que dicha magnitud toma el mismo valor en cualquier par de puntos del circuito. Su expresión matemática es:

donde es la presión hidrostática, la densidad, la aceleración de la gravedad, la altura del punto y la velocidad del fluido en ese punto. Los subíndices 1 y 2 se refieren a los dos puntos del circuito.

La otra ecuación que cumplen los fluidos no compresibles es la ecuación de continuidad, que establece que el caudal es constante a lo largo con todo el circuito hidráulico:

donde es el área de la sección del conducto por donde circula el fluido y su velocidad media.

En el caso de fluidos compresibles, donde la ecuación de Bernoulli no es válida, es necesario utilizar la formulación más completa de Navier y Stokes. Estas ecuaciones son la expresión matemática de la conservación de masa y de cantidad de movimiento. Para fluidos compresibles pero no viscosos, también llamados fluidos coloidales, se reducen a las ecuaciones de Euler.

# data[].attributes.attachment_link.title
Hidrodinámica - Wikipedia, la enciclopedia libre

# data[].attributes.attachment_link.description
La hidrodinámica es la rama de la hidráulica que estudia la dinámica de los fluidos. Para el estudio de la hidrodinámica se pueden considerar diferentes aproximaciones, dependiendo del problema que se vaya a abordar, como por ejemplo las siguientes: en muchos casos, los cambios de densidad en los fluidos se pueden despreciar, por lo que se puede considerar que el fluido a estudiar es un líquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión.

# data[].attributes.headline
Fundamento teórico. Principio de Bernoulli.

# data[].attributes.subject
Fundamento teórico. Principio de Bernoulli.

# data[].attributes.attachment_link.authors[].name
Colaboradores de los proyectos Wikimedia

# data[].attributes.attachment_link.title
Principio de Bernoulli - Wikipedia, la enciclopedia libre

# data[].attributes.attachment_link.description
Para el teorema matemático enunciado por Jakob Bernoulli, véase Teorema de Bernoulli.