Nosto, vetäminen, paino ja työntövoima ovat kaikki voimia, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa määritettäessä kohteen aerodynamiikkaa - toisin sanoen tapaa, jolla se liikkuu ilmassa. Vaikka hissi on voima, jonka on ylitettävä kohteen paino voidakseen viedä sen ylös maasta, työntövoiman on voitettava vetovoima, jotta esine voi liikkua ilmassa.
Mikä on työntövoima?
Newtonin kolmannen liikelain mukaan jokaisella toiminnalla on sama, mutta vastakkainen reaktio. Kun työntövoima kohdistuu esineeseen, se aiheuttaa samanlaisen mutta vastakkaisen reaktion, kun kohdetta liikutetaan ilmassa. Hyvä esimerkki työntövoimasta on lentokone lennossa; potkurit tuottavat mekaanisesti työntövoiman, jotka työntävät ilmaa taaksepäin ja aiheuttavat tasaisen, mutta vastakkaisen reaktion koneen eteenpäin siirtämisessä.
Mikä on vedä?
Vedä on voima, joka työntää objektia takaisin yrittäessään liikkua ilmassa, jolloin se hidastuu. Objektille kohdistetun vetämisen määrä riippuu objektin koosta ja muodosta; pieni pyöreä esine, kuten baseball, kokee vähemmän vetoa kuin iso, laatikkoinen auto. Kohteelle kohdistetun vetovoiman määrä riippuu myös väliaineesta, jonka kautta se liikkuu; esimerkiksi on helpompaa liikkua ilman kuin veden läpi.
Kuinka työntövoima vaikuttaa aerodynamiikkaan?
Jotta työntövoima siirtää kohdetta eteenpäin, sen on ensin voitettava vetämisen vaikutukset. Lentokoneen kohdalla vetovoima on voimaa, jonka lentokoneeseen työntää ilma, jonka se työntää. Jos koneen moottorit tuottavat tarpeeksi työntövoimaa mekaanisesti, se ylittää vedä ja työnnä lentokonetta eteenpäin, jolloin siivet voivat edelleen nostaa ja pitää koneen taivas.
Työntövoima ja raketit
Toinen klassinen esimerkki työntövoiman vaikutuksesta aerodynamiikkaan on rakettien laukaisut. Tässä tapauksessa rakettipolttoaineen polttamisen ja poistamisen aiheuttama paine työntää raketin ylöspäin, luoden tarpeeksi työntövoimaa painovoimien voittamiseksi ja siihen kohdistuvan vetämisen ja laukaisemiseksi taivas. Mitä suurempi nopeus rakettipolttoaine poistuu raketista, sitä suurempi voima työntää sitä ilmakehän läpi.