¿Qué es la aerodinámica? Fuerzas de tracción y elevación.

La aerodinámica es una rama fascinante de la física que estudia cómo se comporta el aire alrededor de los objetos en movimiento, como aviones, automóviles y botes. En este artículo, exploraremos en profundidad qué es la aerodinámica y cómo se generan las fuerzas de tracción y elevación que permiten a estos vehículos volar o moverse eficientemente a través del aire. ¡Prepárate para adentrarte en el mundo de la ciencia que hace que todo vuele!

¿Qué es la aerodinámica? Fuerzas de tracción y elevación.

¿Qué es la aerodinámica?

Un automóvil es un pequeño objeto sumergido en medio de un vasto entorno aéreo.

  • El movimiento del vehículo se produce a través de una gran masa de aire estacionario o en movimiento.
  • El aire ejerce una fuerza sobre el coche.
  • Es la estructura (carrocería) del vehículo la que está principalmente expuesta al aire.
  • Una carrocería de cualquier forma experimenta una gran resistencia del aire, lo que significa que hay una mayor pérdida de potencia del motor.
  • Como resultado, hay menos potencia disponible para conducir el vehículo, lo que resulta en una menor capacidad de carga y una menor velocidad para el mismo consumo de combustible.
  • Por tanto, existe la necesidad de perfilar carrocerías aerodinámicamente adecuadas.
  • La fuerza ejercida por el aire sobre un automóvil en movimiento constaba de dos componentes, una en la dirección del movimiento y la otra en una dirección perpendicular al movimiento.
  • La fuerza en la dirección del movimiento se llama resistencia FD, la fuerza en la dirección vertical se llama elevación F t, Fig.
¿Qué es la aerodinámica? Fuerzas de tracción y elevación.
Fuerzas de tracción y elevación sobre el cuerpo.

El perfil de la carrocería de un automóvil debe ser tal que la fuerza de sustentación FL sea cero o insignificante y la fuerza total sobre la carrocería sea entonces la fuerza de arrastre FD. La viscosidad del aire es la principal responsable de la resistencia del cuerpo.

Ascensor : La fuerza aerodinámica resultante que actúa perpendicular a la dirección del flujo libre cuando un perfil se mueve a través del aire.

Jalar: La fuerza aerodinámica resultante que actúa paralela a la dirección del flujo libre cuando un perfil aerodinámico se mueve a través del aire.

¿Qué es la fuerza aerodinámica?

Cualquier fuerza resultante de la interacción del cuerpo de nuestro interés con el aire u otros gases ideales se denomina fuerza aerodinámica.

Clasificación de fuerzas aerodinámicas.

Hay dos tipos de fuerzas aerodinámicas: normales y cortantes.

  • La fuerza normal resulta de la presión del gas (que actúa normalmente sobre la superficie) y la fuerza cortante resulta de la viscosidad del gas (la tensión cortante viscosa actúa paralela a la superficie).
  • En relación con el movimiento del objeto en cuestión, la fuerza aerodinámica se resuelve a lo largo y perpendicular al movimiento relativo del cuerpo. La fuerza a lo largo del movimiento relativo se llama «fuerza de arrastre». La fuerza perpendicular al movimiento relativo se llama «fuerza de flotabilidad».

La aerodinámica es el campo que estudia los flujos de aire y las interacciones entre flujos de aire y cuerpos.

Más concretamente, es una rama de la dinámica de fluidos, junto con la hidrodinámica y otras. Estudia fenómenos que ocurren en una corriente de aire, como la interacción entre dos o más flujos o los efectos de cambiar algunos parámetros en el comportamiento del flujo, así como fenómenos que ocurren cuando un cuerpo se introduce en una corriente de aire, como la capa límite, Remolino.

Algunas áreas de estudio que pertenecen a la aerodinámica son:

aeroacústica;
Aerodinámica inestable;
aerodinámica computacional;
Aerodinámica Experimental;
Aerodinámica compresible;
La aerodinámica se aplica en gran medida en proyectos aeroespaciales y automotrices, pero también deben tenerse en cuenta otros proyectos de ingeniería como (entre otros) puentes y edificios.

Fuera de la ingeniería, otros campos como la arquitectura, el urbanismo, la biología y los estudios meteorológicos también utilizan la aerodinámica para analizar adecuadamente los fenómenos.

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¿Qué es Aerodinámica? | Fuerzas de Arrastre y Elevación

¿Qué es Aerodinámica?

La aerodinámica es el estudio de los flujos de aire y las interacciones entre los flujos de aire y los cuerpos. Es una rama de la dinámica de fluidos que se aplica en proyectos de ingeniería aeronáutica, aeroespacial y automotriz, así como en áreas como la arquitectura, el urbanismo, la biología y los estudios climáticos.

Fuerzas Aerodinámicas

Cuando un cuerpo interactúa con el aire u otros gases ideales, se generan fuerzas aerodinámicas. Estas fuerzas se dividen en dos tipos: fuerzas normales y fuerzas de corte. Las fuerzas normales son el resultado de la presión del gas sobre la superficie y las fuerzas de corte son el resultado de la viscosidad del gas.

La fuerza aerodinámica se puede descomponer en dos componentes: una en la dirección del movimiento del cuerpo, conocida como fuerza de arrastre, y otra perpendicular a la dirección del movimiento, conocida como fuerza de elevación.

Arrastre

El arrastre es la fuerza aerodinámica que actúa paralela a la dirección del flujo en un cuerpo. Es responsable de la resistencia experimentada por el cuerpo en movimiento y está directamente relacionada con la viscosidad del aire. Un perfil aerodinámico adecuado puede reducir la fuerza de arrastre, lo que resulta en una mayor eficiencia y velocidad del automóvil.

Elevación

La elevación es la fuerza aerodinámica que actúa perpendicular a la dirección del flujo en un cuerpo. Es especialmente relevante en el caso de perfiles aerodinámicos utilizados en aviones y otros vehículos voladores. Una elevación adecuada permite que el cuerpo se mantenga en el aire y controle su altitud y dirección.

Preguntas frecuentes

  1. ¿Qué es la aerodinámica?
  2. La aerodinámica es el estudio de los flujos de aire y las interacciones entre los flujos de aire y los cuerpos. Se aplica en proyectos de ingeniería aeronáutica, aeroespacial y automotriz, así como en otras áreas como la arquitectura, el urbanismo, la biología y los estudios climáticos.

  3. ¿Qué son las fuerzas aerodinámicas?
  4. Las fuerzas aerodinámicas son cualquier fuerza resultante de la interacción de un cuerpo con el aire u otros gases ideales. Estas fuerzas se dividen en fuerzas normales y fuerzas de corte, y se pueden descomponer en fuerza de arrastre y fuerza de elevación.

  5. ¿Cuál es la diferencia entre arrastre y elevación?
  6. El arrastre es la fuerza aerodinámica que actúa paralela a la dirección del flujo en un cuerpo, mientras que la elevación es la fuerza aerodinámica que actúa perpendicular al flujo. El arrastre es responsable de la resistencia experimentada por el cuerpo en movimiento, mientras que la elevación es especialmente relevante en el caso de vehículos voladores y permite controlar la altitud y dirección del cuerpo.

Fuentes:
Wikipedia – Aerodinámica
Fisicanet – Perfil Aerodinámico
Técnicas de Mantenimiento – Aerodinámica aplicada al automóvil

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