비행기가 뜨는 원리(현대물리 게시판 글의 답변글)^^*

비행기가 나는 원리에 관해 간단하게 설명할 수 있도록 정리 좀 해주셨으면 합니다. 그리고 아이들의 눈높이에서 이해 시킬수 있도록 비행기가 나는 원리, air speed, ground speed에 관한 것도 정리 좀 해주셨으면 합니다. 1.우선 비행기가 뜨는 원리를 설명하기 전에 다음과 같은 일상적이고(?) 평범한 사례를 살펴봅시다. ▶ 우리는, 우유나 쥬스 그리고, 청량음료 등의 음료수를 마실 때 보통은 그냥 마시지만, 빨대를 사용하여 마시기도 합니다. 특히 아이들은 빨대를 사용해서 마시는 것을 좋아하죠?^^* 그럼 빨대로 어떻게 음료수를 마시는 것일까요? 콜라를 빨대를 이용해서 마시는 장면을 연상해 봅시다. *^^* 우리는 어떻게 해서 빨대를 이용해서 콜라를 마실 수 있을까요? 우리가 입으로 콜라를 빨아들이기 때문에, 콜라가 빨대를 타고 올라와서 입안으로 들어가는 것일까요? 그러나 실재로는 우리가 콜라를 빨아들이는 것이 아닙니다~ 입으로 콜라를 빨아들이는 시늉(행동)을 하는 순간, 우리의 양쪽 볼이 "움~푹" 들어가는 것을 경험해보았을 것입니다. 양쪽 볼이 "움~푹! 밀러서" 들어간다는 것은 입안의 압력이 바깥 공기의 압력보다. 작아졌다는 것을 의미합니다. 즉 바깥공기의 압력은 그대로인데, 입안의 압력은 상대적으로 작아져서, 콜라가 앞력이 높은곳에서, 압력이 낮은곳인 입안으로 빨대를 통하여 흐르는 것입니다. "즉 콜라같은 액체나, 공기같은 기체는 압력이 높은곳에서 낮은 곳으로 흐릅니다." ▶.그럼 이제는 또 다른 새로운 상황을 살펴보도록 합시다. 세면장의 수도꼭지를 최대한 틀어서 물이 콸콸 쏟아지는 장면을 연상해봅시다. ^^* 실의 한쪽 끝에 고무공을 매달아 놓고 실의 다른 한 쪽끝은 손으로 잡고 바닥으로 콸~ 콸 쏟아지는 물에 고무공을 가까이 가져 가보면 고무공이 콸~콸 흐르는 물살 쪽으로 기울어지는 것을 알 수 있습니다. 마치 고무공이 물살에 휘말리는 것처럼..(?) 그러나, 이 현상은 밑으로 콸~콸 흐르는 물 주위의 공기는 수도꼭지에 흐르는 물의 속력에 영향을 받아 물과 같이 아래방향으로 움직이게 됩니다. 고무공이 물살 쪽으로 기울어지는 것은 다음과 같습니다. 앞에서도 설명했듯이, 콜라같은 액체나, 공기같은 기체는 압력이 높은곳에서 낮은 곳으로 흐릅니다." 공이 물살 쪽으로 기울어지는 까닭은, 위에서도 설명했듯이 액체나, 기체는 압력이 높은곳에서 낮은 곳으로 흐르기 때문입니다. 그럼? 왜 흐르는 물살 주변의 공기의 압력이 주변공기보다 작을까요? 그 이유는 다음과 같은 중요한 원리 때문입니다. 공기나 물의 흐름이 빠른 곳일수록 그 흐름 속의 압력은 작고, 공기나 물의 흐름이 느린 곳일수록 압력은 크다. -베르누이의 정리 - 그럼 비행기가 뜨는 원리를 위에서 설명한 "두 가지 원리"를 적용해서 설명할 수 있습니다. (1).공기나 물의 흐름이 빠른 곳일수록 그 흐름 속의 압력은 작고, 공기나 물의 흐름이 느린 곳일수록 압력은 크다. (2).그리고, 액체나, 기체는 압력이 높은곳에서 낮은 곳으로 흐른다 비행기 날개의 모양을 보면, 날개의 윗면은 둥글고, 날개의 아랫면은 비교적 평평하다는 것을 보셨을 겁니다. 비행기가 뜨는것은 이 날개의 모양과 연관이 있습니다. 비행기가 나아갈 때, 날개의 윗부분(둥근부분)으로 흐르는 공기의 속도가 날개의 아래 부분으로 흐르는 공기의 속도보다 빠릅니다. 즉 공기의 속도가 상대적으로 빠른 "날개의 윗부분의 압력"이 날개 아랫부분의 공기압력보다 작습니다. (바로위의 (1)번에 해당됨) 따라서 압력이 상대적으로 높은 "날개의 아랫부분"에서 압력이 낮은 "윗부분으로 뜨게 되는 것입니다."(위의 (2)번에 해당됨) *.air-speed 와 groun speed 에 대하여. 1.공기속도(air-speed) air-speed란 비행기의 날개를 지나는 공기속도를 일컫는 것으로, 비행기가 비행할 수 있기 위한 속도를 말합니다. 즉 이 속도는 바람의 세기나 방향과 관계없이 항상 일정하게 유지하여야 합니다. 2.지면속도(ground-speed) 이 속도는 비행기가 출발지와 도착지에 나타나는 속도입니다. 이 속도는 바람의 방향에 영향을 받는 것으로, 비행하는 방향에 대하여 정면으로 불어오는 바람을 받으면, ground-speed는 줄고. 비행하는 방향과 일치하는 바람을 받으면, ground-speed는 증가하게 됩니다. 공항에서 비행기의 도착예정시간이 지연되거나 도착예정시간이 예상보다 "빨라진다."는 예고는 바로 지면속도(ground-speed)를 두고 하는 말입니다. 되도록 쉽게(아이들의 눈높이에 맞추도록) 설명하려고 했는데 설명이 잘~ 되었는지 모르겠네요?