Ever looked up at a giant airplane soaring through the sky and wondered how it defies gravity? Get ready to explore the amazing science of flight! You’ll unravel the mysteries of lift and gravity and understand just what it takes to get an airplane off the ground!
How does something as big as an airplane get up in the air? Today, you will learn about forces and how things move, especially when it comes to flying. You will discover how the work of two scientists, Daniel Bernoulli and Sir Isaac Newton, helps explain how airplanes fly. You will also learn about two important forces, lift and gravity, and how they affect an airplane in the air. You can do an experiment to see how the Bernoulli Principle works. Finally, see how the Bernoulli Principle connects to lift and how Sir Isaac Newton’s first and third laws help explain flight.
Check out our video walking you through these activities!
Blow up two balloons. You can add a small amount of water to them to make them more stable. Tie a string to the end of each balloon.
What will happen when you blow air through the straw with a ping pong ball at the end of the bent opening?
Did you notice that when the air between two balloons moves faster, the balloons move closer together? This happens because faster-moving air has lower pressure than slower-moving air. The slower air around the balloons pushes them together. When you blew air through the straw, it made the air move faster too, and the slower air around the ball helped keep it in place because it had more pressure than the fast air from the straw.
This is called the Bernoulli Principle, which states that the speed of air (or any fluid) changes how much pressure it can create. Even though two things might look the same, they might not be the same weight or density.
Please note that much of this information has been taken from NASA’s Bernoulli’s Principle Educator Guide
What does a change in air pressure have to do with flight? The shape and tilt of an airplane’s wing affect the flow of air that moves above and below it. When the air above the wing moves faster than the air below, it lowers the air pressure and the wing is pushed up. This is what creates lift.
LIFT: is the force that helps keep the airplane in the air. It works against weight and helps the airplane stay up. A plane needs to have enough air under its wings to hold it up. The lift needs to push the airplane upward, against gravity. The weight of the airplane tells us how strong the lift needs to be.
Air moving over the wing’s curved upper surface will travel faster and thus produce less pressure than the slower air moving across the flatter underside of the wing. This difference in pressure creates lift, which is a force of flight that is caused by the imbalance of high and low pressures.
The four forces of flight are lift, thrust, weight (gravity), and drag.
Design Your Own Airplane!
Experiment with different airplane shapes and materials! How does changing the shape affect the way the plane flies? What happens when the airplane has wide wings? Narrow wings?
In 1921 Bessie Coleman first Black woman in the world to get her pilot’s license!
At that time in the United States, it was very hard for Black people, especially girls, to learn to fly. But Bessie didn’t give up! She learned to speak French and traveled all the way to France. There, she learned how to fly an airplane.
After learning to fly, Bessie came back to America. People loved to watch her fly in exciting shows where she did amazing tricks in the air. She showed everyone that if you have a dream, you should try your best to make it come true. Because of Bessie, many other women and Black people were able to become pilots later.
¿Alguna vez has visto un avión gigante surcando el cielo y te has preguntado cómo desafía la gravedad? ¡Prepárate para explorar la asombrosa ciencia del vuelo! Desvelarás los misterios de la sustentación y la gravedad, y comprenderás qué se necesita para que un avión despegue.
¿Cómo se eleva en el aire algo tan GRANDE como un avión? En este kit de STEM-en-una-bolsa, aprenderás sobre las fuerzas y cómo se mueven las cosas, especialmente cuando se trata de volar. Descubrirás cómo el trabajo de dos científicos, Daniel Bernoulli y Sir Isaac Newton, ayudan a explicar cómo vuelan los aviones. También conocerás dos fuerzas importantes, la sustentación y la gravedad, y cómo afectan a un avión en el aire. Puedes hacer un experimento para ver cómo funciona el principio de Bernoulli. Por último, verás cómo el principio de Bernoulli esta relacionado con la sustentación y cómo la primera y la tercera ley de Sir Isaac Newton ayudan a explicar el vuelo.
¡Mira nuestro video que te guiará a través de estas actividades!
Infla dos globos. Puedes añadirles un poco de agua para que sean más estables. Ata un cordel al extremo de cada globo.
¿Qué ocurrirá cuando soples aire a través de el sorbeto/popote con una pelota de ping pong en el extremo de la abertura doblada?
¿Te has dado cuenta de que cuando el aire entre dos globos se mueve más deprisa, los globos se acercan entre sí? Esto ocurre porque el aire que se mueve más deprisa tiene menos presión que el aire que se mueve más despacio. El aire más lento que rodea a los globos los acerca. Cuando soplaste aire a través de el sorbeto/popote el aire también se movió más rápido, y el aire más lento alrededor de la pelota ayudó a mantenerla en su sitio porque tenía más presión que el aire rápido de el sorbeto/popote.
Esto es llamado el principio de Bernoulli. El cual dice que la velocidad del aire (o de cualquier fluido) cambia la presión que puede crear. Aunque dos cosas parezcan iguales, pueden no tener el mismo peso o densidad.
Tenga en cuenta que gran parte de esta información se ha tomado de la Guía para educadores del Principio de Bernoulli de la NASA.
¿Qué tiene que ver un cambio en la PRESIÓN DEL AIRE con el VUELO? La forma y la inclinación del ala de un avión afectan al flujo de aire que se mueve por encima y por debajo de ella. Cuando el aire por encima del ala se mueve más rápido que el aire por debajo, disminuye la presión del aire y el ala es empujada hacia arriba. Esto es lo que crea la ELEVACIÓN.
ELEVACIÓN: es la fuerza que ayuda a mantener el avión en el aire. Actúa contra el peso y ayuda al avión a mantenerse en el aire. Un avión necesita tener suficiente aire bajo las alas para mantenerse en el aire. La sustentación debe empujar el avión hacia arriba, en contra de la gravedad. El peso del avión nos indica la fuerza que debe tener la sustentación.
El aire que se desplaza por la superficie superior curvada del ala viaja más rápido y, por tanto, produce menos presión que el aire, más lento, que se desplaza por la superficie inferior más plana del ala. Esta diferencia de presión crea la sustentación, que es una fuerza de vuelo provocada por el desequilibrio entre las presiones altas y bajas. Las CUATRO FUERZAS DEL VUELO son la ELEVACIÓN, el empuje, el peso (GRAVEDAD) y la resistencia.
Diseña tu propio avión:
Experimenta con diferentes formas y materiales de avión. ¿Cómo afecta el cambio de forma a la forma en que vuela el avión?¿Qué ocurre cuando el avión tiene alas anchas?
En 1921, Bessie Coleman fue la primera mujer negra del mundo en obtener su licencia de piloto.
En aquella época, en Estados Unidos, era muy difícil para las personas negras, especialmente para las niñas, aprender a volar. ¡Pero Bessie no se rindió! Aprendió a hablar francés y viajó hasta Francia. Allí, aprendió a pilotar un avión.
Después de aprender a volar, Bessie regresó a Estados Unidos. A la gente le encantaba verla volar en emocionantes espectáculos donde realizaba acrobacias increíbles. Demostró a todos que si tienes un sueño, debes esforzarte al máximo para hacerlo realidad. Gracias a Bessie, muchas otras mujeres y personas negras pudieron convertirse en pilotos posteriormente.
