Ako prvú vec si skúsme uvedomiť, prečo vlastne také lietadlo letí. Dôvod je ten, že na krídlach, ktoré sú ofukované vzduchom, vzniká vztlak¹. Na to, aby sme úspešne vyriešili tento príklad, tak o aerodynamike a mechanike letu potrebujeme vedieť, ešte vedieť jednu vec, a to, že ako vyzerá vzorec na vztlakovú silu:

\[F_l = \frac{1}{2} \rho C_l S v^2\]

Z tohto vzorca vidíme, že vztlaková sila závisí od hustoty prostredia, v ktorom sa teleso pohybuje, koeficientu vztlaku, plochy krídla, a rýchlosti.

Ešte si je treba si uvedomiť, že lietadlo musí zrýchľovať, aby dosiahlo nejakú rýchlosť, pri ktorej vytvára dostatočne veľa vztlaku na to, aby sa odlepilo od zeme (vztlak musí byť väčší ako tiaž lietadla).

Kľúčová myšlienka pri riešení tejto úlohy je ale to, že ako môžeme vidieť zo vzorca, vztlak závisí od rýchlosti prostredia v ktorom sa teleso hýbe.

Predstavme si nasledujúcu situáciu: Chcete si zaplávať v rieke, alebo nejakej inej tečúcej vode. Viete plávať nejakou rýchlosťou \(v_1\), a rieka tečie nejakou rýchlosťou \(v_2\). Začnete teraz plávať proti prúdu, rýchlosťou \(v_1\). Čo sa to ale deje? Proti Vám tečie prúd vody, a teda vo výsledku sa voči brehu hýbete len rýchlosťou \(v_1 - v_2\). Samozrejme, prípade, ak by ste plávali s prúdom, sa voči brehu hýbete rýchlosťou \(v_1 + v_2\).

Rovnako je to aj s lietadlom. V prípade, ak sa lietadlo postaví na začiatok dráhy, a proti nemu fúka vietor rýchlosťou \(v_2\), tak ak ešte voči zemi stojí \((v_1 = \SI{0}{\meter\per\second})\), tak sa voči vzduchu hýbe rýchlosťou \(v_2\).

Samozrejme, v prípade, ak sa lietadlo postaví po vetre, teda vietor mu fúka do chrbta, tak jeho rýchlosť voči vzduchu, ak voči zemi stojí, je $ - v_2$.

Skúsme si teda nakresliť graf, kde znázorníme závislosť rýchlosti lietadla voči vzduchu od prejdenej vzdialenosti za predpokladu, že zrýchľuje konštantným zrýchlením.

Ako môžeme z grafu vidieť, a je to aj intuitívne zrejmé, tak ľubovoľnú rýchlosť dosiahneme na menšej vzdialenosti, ak už na začiatku ideme nejakou nenulovou rýchlosťou.

To teda znamená, že ak lietadlo štartuje a pristáva proti vetru, tak sa rozbehne na rýchlosť, kedy sa môže odlepiť od dráhy (odborne na rýchlosť rotácie) na kratšej vzdialenosti, teda potrebuje kratšiu vzletovú a pristávaciu dráhu. Okrem tohto má pristátie a vzlet proti vetru aj ďalšiu výhodu, a to, že voči zemi môže lietadlo klesať, resp. stúpať pod strmším uhlom.

To, že prečo sa to deje si ale už nepovieme, ale môžete si to premyslieť na domácu úlohu :)

Z tohto dôvodu teda lietadlá štartujú, aj pristávajú väčšinou proti vetru. Výnimky tvoria len situácie, keď je dráha do kopca, sú v zostupovej rovine nejaké prekážky, a podobne…

Poznámka k riešeniam

Takmer všetci ste správne odhadli, že je lepšie ak je štart a pristátie proti vetru, aj keď len veľmi málo z Vás správne odôvodnilo, že prečo. Je treba si uvedomiť, že vzduch okolo lietadla sa (aspoň pre potreby tejto úlohy) hýbe len jedným smerom, a nie tak, že časť vzduchu sa hýbe týmto a časť opačným smerom. Najpodstatnejšia myšlienka správneho riešenia, ktorú len málo z vás spomenulo bola, že lietadlo letí voči vzduchu, a nie voči zemi.