1. Conservación de la energía:
* Energía cinética: El aire de movimiento rápido tiene una alta energía cinética (energía de movimiento).
* Energía potencial: El aire a mayor presión tiene mayor energía potencial.
2. Principio de Bernoulli:
* Este principio establece que en un flujo constante de un fluido, un aumento en la velocidad del fluido ocurre simultáneamente con una disminución de la presión o una disminución en la energía potencial del fluido.
La relación:
* Cuando el viento se acelera, su energía cinética aumenta.
* Para mantener un equilibrio de energía, este aumento en la energía cinética debe ser compensado por una disminución de la energía potencial.
* La única forma de disminución de la energía potencial es que la presión del aire caiga.
Ejemplos y aplicaciones:
* Alas de avión: El aire que fluye sobre la superficie superior curva de un ala se mueve más rápido que el aire que fluye debajo de la superficie inferior plana. Esto crea una zona de presión más baja sobre el ala, generando elevación.
* Venturi medidor: Este dispositivo mide la velocidad de flujo de un fluido creando una constricción en la ruta de flujo. El flujo más rápido a través de la constricción da como resultado una presión más baja, que se mide para determinar la velocidad de flujo.
* huracanes: Los vientos de alta velocidad en los huracanes crean un área de baja presión en el centro, atrayendo más aire y fortaleciendo la tormenta.
Cómo demostrar:
* sostenga un trozo de papel frente a la boca y sopla sobre él. El papel se eleva porque la presión de aire sobre él cae.
* usa un secador de pelo. Sopla el aire directamente en una pelota de ping pong, y lo verás levitando debido a la presión reducida por encima de ella.
En resumen:
La conexión entre el viento de alta velocidad y la presión de aire reducida es un principio fundamental de la dinámica de fluidos. Es el resultado de la conservación de la energía y el principio de Bernoulli, que explican cómo la energía del movimiento se equilibra con los cambios en la energía potencial. Esta relación tiene numerosas aplicaciones del mundo real, desde el vuelo del avión hasta los patrones meteorológicos.
