الطائرة
الطائرة هي أحد الاختراعات الّتي غيّرت مجرى الحياة بأكملها، إذ إنّ الطائرة سهّلت الحياة من حيث سرعة التنقل، وجعلت من الوصول إلى أيّة منطقةٍ في العالم أمراً ممكناً، كما ساعدت على تسهيل نقل البضائع، والأمتعة، وعمليات الإنقاذ والإسعاف والإطفاء. فتحت البوابة لخروج الإنسان إلى الفضاء الخارجي، وقد كان للطائرات أيضاً تأثيرٌ سلبيٌّ في حياة الإنسان من حيث استخداماتها المدمّرة في الحروب وحصدها لحياة الملايين من البشر، حيث أصبحت الطائرات بأنواعها المختلفة واقعاً في حياة الإنسان المعاصر، فلا يمكنه تخيّل الحياة من دونها.[١]
القوى المؤثّرة على الطائرة
نعرف جميعاً أنّ الطائرات أكثر كثافةً من الهواء المحيط بنا، ولهذا فكي ترتفع الطائرات عن سطح الأرض يجب أن توجد قوةٌ أكبر من وزن الطائرة وبالاتجاه المعاكس لها، وهذه القوّة تعرف بقوة الرفع. بالإضافة إلى وزن الطائرة وقوة الرفع توجد قوتان إضافيّتان تؤثّران على الطائرة، وهما قوة الدفع، وقوة السحب (قوة الاحتكاك)، بحيث يؤثر وزن الطائرة عليها نحو الأسفل وتؤثر قوة الرفع عليها نحو الأعلى، بينما تقوم قوة الدفع بدفعها نحو الأمام وقوة السحب الناتجة من احتكاك الطائرة بالهواء المحيط بها بسحبها نحو الخلف.[٢]
كيفية عمل الطائرة
في الفيزياء يجب أن تؤثّر قوّةٌ ما على الجسم كي يغيّر من حالته الحركيّة، ولهذا فإنّ القوى الأربعة الّتي قمنا بذكرها هي المسؤولة عن حركة الطائرة وتحليقها وتوجيهها، وتبدأ حركة الطائرة بقوة الدفع، إذ إنّ المحرّكات الموجودة في الطائرة تقوم بتوليد قوة الدفع بطريقتين رئيسيتين: أن يحرّك المحرّك مروحة تقوم بدفع الهواء نحو الخلف ممّا يؤدي إلى تحريك الطائرة نحو الأمام، أو كما في المحرّكات النفاثة والّتي تقوم بدفع الهواء بسرعةٍ كبيرةٍ جداً تؤدي إلى حركة الطائرة نحو الأمام، ومع ازدياد سرعة الطائرة وحركتها نحو الأمام تتولّد قوّةٌ جديدةٌ هي قوة السحب الّتي تمانع حركة الطائرة نحو الأمام نتيجة احتكاك جسم الطائرة بالهواء المحيط بها. مع ازدياد سرعة الطائرة تتولّد قوةٌ أخرى هي قوة الرفع نتيجة التصميم الفريد للطائرة، فعندما تسرع الطائرة بالحركة نحو الأمام تزداد سرعة الهواء المندفع حولها، فيتولد فرق ضغطٍ حول أجنحة الطائرة نتيجةً لحركة الهواء بسرعةٍ كبيرةٍ جداً حولها، ونتيجةً لتصميم الأجنحة الذي يؤدي إلى ازدياد ضغط الهواء المتحرك أسفل الجناح مقارنةً بذلك المتحرك في أعلاه. يؤدي هذا الفرق في الضغط إلى جعل قوة الرفع المؤثرة على الطائرة باتجاه الأعلى - نتيجةً للضغط الكبير أسفل الجناح - أكبر من وزن الطائرة والضغط الموجود على الطائرة من أعلى الجناح، وهو ما يؤدي في النهاية إلى ارتفاع الطائرة.[٣]