飛行機ってどうして空を飛べるの?空の冒険に出発だ!
みんなは空を飛んでみたいって思ったこと、あるかな?鳥みたいに自由に空を飛び回れたら、すごく楽しいだろうね!今日は、みんなが乗ったことがあるかもしれない飛行機が、どうしてあんなに大きな体で空を飛ぶことができるのか、その秘密を一緒に探検してみよう!まるで魔法みたいだけど、実はすごい科学の力が隠されているんだ。さあ、空の冒険に出発だ!
はると
「空の冒険に出発だ!」って、めっちゃワクワクするタイトルだな!俺、もう飛行機乗った気分になった!
ひまり
「鳥みたいに自由に空を飛び回れたら」って、夢があるわね。でも、はるとは飛行機よりまず勉強で冒険しなきゃいけないんじゃない?
飛行機が空を飛ぶための4つの特別な力!
飛行機が空を飛ぶためには、4つの大切な力が協力しているんだ。この4つの力がバランスを取り合うことで、大きな飛行機もふわっと空に浮かび上がることができるんだよ。
- 揚力:これは飛行機を空に持ち上げる、上向きの力!まるで目に見えない魔法の手が、飛行機を押し上げているみたいだね。
- 重力:これは地球がみんなを地面に引っ張る力。もちろん、飛行機も下に引っ張ろうとするんだ。
- 推力:これは飛行機を前に進ませる力!ロケットみたいに、後ろに強い風を噴き出して、その反動で前に進むんだ。
- 抗力:これは空気の抵抗のこと。飛行機が前に進むのを邪魔しようとする、目に見えない壁みたいなものだよ。
まるで綱引きみたいだね!揚力と推力が頑張って、重力と抗力に勝つと、飛行機は空を飛ぶことができるんだ。
翼の形に隠されたヒミツ!~揚力のふしぎ~
飛行機の翼をよーく見てみてね。上側がぷっくりと丸くなっていて、下側が平らになっているのがわかるかな?この特別な形が、「揚力」という魔法の力を生み出す秘密なんだ!
飛行機が前に進むと、空気は翼の上側と下側に分かれて流れていくよ。この時、上側を通る空気は、ちょっと遠回りをしないといけないんだ。だから、下側を通る空気よりも速く進むことになるんだね。
ここで不思議なことが起こるんだ!空気が速く流れると、その場所の空気の力が弱くなるんだ。逆に、ゆっくり流れる空気は力が強い。つまり、翼の上側は空気の力が弱く、下側は強いってこと!
すると、どうなると思う?そう、下から上に向かって、押し上げる力が生まれるんだ!これが「揚力」の正体!まるで、下から見えない力でグイッと持ち上げられているみたいだね!
紙飛行機で実験してみよう!翼を少し丸くすると、よく飛ぶようになるよね?本物の飛行機の翼も、同じ原理で空気を操っているんだ。
はると
翼の形で空気が押し上げる力を作るって、すごいな!紙飛行機で試せるとか、俺でもできそう!
ひまり
うん、でも紙飛行機作りすぎて部屋を散らかさないでよね。
エンジンパワーで前へGO!~推力のひみつ~
飛行機には、大きなエンジンがついているよね。ジェットエンジンとか、プロペラエンジンとか、色々な種類があるけど、どれもすごい力を持っているんだ。
ジェットエンジンの場合は、前からたくさんの空気を吸い込んで、それをギュッと圧縮するんだ。そこに燃料を混ぜて燃やすと、ものすごい勢いの熱い空気が後ろに噴き出す!この時、後ろに押し出す力と同じ分だけ、飛行機は前に押し出されるんだ。これが「推力」!まるでロケットみたいだね!
プロペラエンジンの場合は、大きな扇風機みたいなプロペラを回して、後ろに空気を押し出すことで、飛行機を前に進めているんだ。
空気との戦い!~抗力ってなんだ?~
飛行機が空を進むとき、空気は邪魔をしようとするんだ。この空気の抵抗が「抗力」。まるで、水の中を歩くとき、水の抵抗を感じるのと同じだね。
抗力を小さくするために、飛行機の形はツルツルしていて、先が細くなっているんだ。これを「流線型」って言うんだけど、空気の流れをスムーズにして、抵抗を減らす工夫なんだよ。
例えば、パラシュートはわざと空気抵抗を大きくすることで、ゆっくりと安全に降りてくることができるんだ。飛行機は、できるだけ空気抵抗を受けないように、速く進めるようにデザインされているんだね。
重力に負けない!~空に浮かぶための工夫~
地球は、いつもみんなを地面に引っ張っているよね。この力が「重力」。飛行機もとっても重いから、強い重力がかかるんだ。
でも、翼が生み出す「揚力」が、この重力よりも大きくなれば、飛行機は空に浮かぶことができるんだ!そのために、飛行機は色々な工夫をしているよ。
- スピードを出すこと:早く走るほど、翼に当たる空気の量が増えて、揚力が大きくなるんだ。
- 大きな翼:大きな翼は、たくさんの空気を捉えることができるから、より大きな揚力を生み出すことができるんだ。
- 軽い材料を使う:飛行機を軽くすることで、重力を小さくすることができるんだ。だから、強いけど軽い特別な材料が使われているんだよ。
空への出発と到着!~離陸と着陸のひみつ~
飛行機が飛び立つとき(離陸)、滑走路をすごいスピードで走るよね。これは、翼に十分な揚力を発生させるために必要なんだ。スピードが上がると、翼がグーッと飛行機を持ち上げて、空へと飛び立つんだ!
着陸するときは、反対に、翼の形を少し変えたり、特別な装置を使ったりして、揚力を減らすんだ。そして、ゆっくりと地面に近づいていくんだよ。タイヤが地面に着いたら、ブレーキをかけて安全に止まるんだ。
もっと知りたい!飛行機のふしぎ豆知識
- 大きな旅客機は、なんとゾウさん30頭分くらいの重さがあるんだって!びっくりだね!
- 飛行機は、だいたい地上から10キロメートルくらいの高いところを飛んでいるんだ。そこはとっても寒くて、空気も薄いんだよ。
- 飛行機の翼の先についている小さなヒレみたいなもの(ウイングレット)は、空気抵抗を減らして、燃料を節約するのに役立っているんだ。
- 鳥が空を飛ぶのも、飛行機と同じように、翼の形や空気の流れを利用しているんだよ。自然の力ってすごいね!
まとめ~空を飛ぶってすごい!~
飛行機が空を飛ぶ仕組み、なんだかワクワクしてきたかな?翼の形、エンジンの力、そして空気の性質をうまく利用することで、あんなに大きな飛行機でも空を飛ぶことができるんだね。
次に飛行機に乗る機会があったら、ぜひ窓から翼を見てみてね。今日学んだことを思い出しながら見ると、きっと今までとは違った発見があるはずだよ!エンジンの音や、飛行機が風を切る音にも耳を澄ませてみてね。
昔の人たちは、鳥のように空を飛ぶことを夢見ていたんだ。その夢が、たくさんの科学者や技術者の努力によって、飛行機という形で実現したんだね。これからも、もっと速くて、もっと安全で、もっと環境に優しい、すごい飛行機が作られていくことだろうね。
もしかしたら、この記事を読んでいるみんなの中から、未来の飛行機を作る人が現れるかもしれないね!空には、たくさんの可能性が広がっているんだ!
はると
次に飛行機乗ったら、絶対窓から翼を見る!あと、エンジンの音も聞いてみる!
ひまり
はるとが飛行機で窓の外ばっかり見てる間に、私は未来の飛行機を作る人になれるよう勉強するね!
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