비행기가 나는 원리 퀴즈
양력, 추력, 항력, 무게: 비행기가 공중에 떠 있는 원리를 읽고 10문제를 풀어 봐요.
비행기에 작용하는 4가지 힘
날고 있는 비행기에는 4가지 힘이 작용해요. 무게는 비행기를 아래로 당겨요. 날개가 만드는 양력은 비행기를 위로 밀어 올려요. 엔진이 만드는 추력은 비행기를 앞으로 밀고, 공기가 미는 힘인 항력은 비행기를 뒤로 붙잡아요.
이륙하려면 비행기는 날개가 만드는 양력이 비행기 무게보다 커질 때까지 속도를 낼 만큼 추력이 충분해야 해요. 고도를 유지하며 일정하게 날 때는 힘이 균형을 이뤄서, 양력은 무게와 같고 추력은 항력과 같아요.
제트 엔진은 공기를 빨아들여 압축하고, 그 안에서 연료를 태운 뒤 뒤쪽으로 세차게 내뿜어 추력을 만들어요. 프로펠러는 돌아가는 날개로 공기를 뒤로 밀어 추력을 만들어요.
날개가 양력을 만드는 방법
날개는 옆을 지나는 공기를 아래쪽으로 꺾도록 모양과 기울기가 만들어져 있어요. 공기를 아래로 밀면 날개는 위로 밀려요. 모든 작용에는 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 있다는 뉴턴의 제3법칙 그대로예요.
같은 공기의 흐름 때문에 날개 위쪽 기압이 아래쪽보다 낮아지고, 이 차이가 날개를 위로 당기고 밀어 올려요. 두 설명은 같은 양력을 두 가지 방식으로 말하는 거예요.
날개를 조금 더 위로 기울이는 것을 받음각을 높인다고 하는데, 그러면 양력이 커져요. 하지만 어느 정도까지만이에요. 너무 많이 기울이면 날개 위로 공기가 매끄럽게 흐르지 않게 되고, 날개가 실속에 빠져요.
조종과 순항
조종사는 날개와 꼬리에 경첩으로 달린 부분을 움직여 비행기를 조종해요. 날개의 보조 날개는 비행기를 옆으로 기울여 왼쪽이나 오른쪽으로 선회하게 해요. 꼬리의 승강타는 기수를 위아래로 움직이고, 꼬리의 방향타는 기수를 왼쪽이나 오른쪽으로 돌려요.
큰 여객기는 공기가 희박한 약 10~12킬로미터 높이에서 순항해요. 공기가 희박하면 항력이 줄어 연료가 덜 들고, 대부분의 날씨 현상보다 높은 곳을 날 수 있어요.
날개 뒤쪽에서 미끄러져 나오는 플랩은 느린 속도에서 양력을 더해 줘요. 그래서 이륙하거나 착륙할 때 플랩이 펼쳐진 모습을 볼 수 있어요.