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과학

[만9세이상] 비행기는 어떻게 날 수 있을까(1)


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비행기의 작용원리



비행기에 작용하는 힘은 크게 4가지입니다. 

앞으로 나아가게 하는 추력(Thrust, 추진력), 

추력과 반대로 작용하는 항력(Drag, 저항력) 

비행기의 무게에 작용하는 중력(Weight, 무게) 

비행기를 들어올리는 양력(Lift, 공중부양능력) 



저항력보다는 추진력이 더 크고, 

중력보다 양력의 힘이 더 클 때 

비행기는 공중으로 떠오릅니다. 



결국 양력과 추진력이 가장 중요한데, 

엔진의 힘으로 앞으로 나아가는 추진력은 알겠지만

양력이라는 개념이 언뜻 이해하기 어렵죠.  

양력(揚力)을 한자로 쓰면 

"들어올릴 양(揚)+ 힘 력(力)" = 물체를 들어올리는 힘, 

쉽게 말해 무거운 물체를 들어올리는 부양능력을 말하며, 

영어로는 Lift(리프트)라고 표현합니다. 



비행기 날개에 양력이 생기는 이유는? 

비행기 날개를 보면 윗면은 볼록하고 아랫면은 평평합니다. 

비행기 엔진이 작동하고, 추진력이 생기면 

비행기 날개를 스치는 공기에 압력의 차이가 생기는데요, 

날개 위쪽으로는 공기가 빠르게 흐르며 압력이 낮아집니다. 

기압은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하기 때문에 

압력이 낮은 쪽으로 물체가 떠오르게 됩니다. 




양력을 실험한 영상


 


양력을 실험한 영상입니다. 

위면이 볼록한, 비행기 날개와 똑같이 생긴 것을 두고 

그 앞에서 선풍기(오른쪽 끝에 보이죠)를 틀면 

날개에 양력이 작용하며 비행기가 떠오릅니다. 

바람을 막으면 양력이 떨어지고, 

동전을 올려 비행기의 무게를 늘리면, 

즉 양력보다 중력이 더 커지면 아래로 내려옵니다. 


그런데 비행기 날개 위에 동전 몇개를 얹었더니 비행기가 가라앉네요. 

도대체 얼마만큼의 양력이 있어야 무거운 비행기가 뜨게 될가요? 



양력을 증가시키는 장치, 플랩



영상은 과천과학관에 있는 플랩 실험 영상입니다. 

비행기 날개 뒤쪽에는 플랩이라는 것이 달려 있습니다. 

비행기 뒤쪽의 플랩을 내리면 양력이 증가하며 비행기가 뜨고, 

플랩을 내리면 양력이 낮아져 비행기가 착륙합니다.



비행기는 어떻게 날 수 있을까(2)


비행기에 대해 궁금하면?







♥ 비행기 박물관 바로가기






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