Hoe hoog moet een drone vliegen opdat een weegschaal geen massa meer meet?

Remko, 19 jaar
2 oktober 2019

Wanneer een drone van bijvoorbeeld 2 kg, juist boven een weegschaal vliegt, zal deze weegschaal een massa meten van 2 kg aangezien zijn rotorbladen een reactiekracht uitoefenen om de massa van de drone te compenseren. Wanneer deze drone nu steeds hoger vliegt merk je dat de weegschaal na een tijd een massa van 0 kg aangeeft. Waarop "steunt" de reactiekracht van de drone? Wordt alle energie gedissipeerd in de lucht?

Antwoord

Interessante vraag!

De druk die je op grondniveau voelt van de lucht is het gewicht van de lucht en alles wat erin zit.  De weegschaal voelt die druk ook, zij het gelijk aan zijn boven en onderkant als de lucht stilstaat.

Het gewicht van de drone wordt gecompenseerd door een neerwaardse luchtstroom die, wanneer hij afremt op de bovenkant van de weegschaal een extra druk veroorzaakt, door het verlies van impuls (=snelheid  x massa) van de lucht.  De onderkant van de weegschaal voelt die afremming (impuls) niet; het verschil wordt gemeten als een gewicht dat maximaal, in het extreme geval, 2kg kan zijn.

Als de drone hoger vliegt, is de luchtstroom zijwaarts verspreid over een groter oppervlak, en wordt zijn snelheid lager.  Dat oppervlak neem toe met ongeveer  hoogte², en de luchtsnelheid daalt minstens omgekeerd evenredig met de hoogte.  De druk op bovenkant van de weegschaal zou in die redenering afnemen minstens met de derde macht van de hoogte.  

Erg kort door de bocht: als je op 10cm 1kg meet, dan is het op 20cm nog een 100g, en op 1 meter hoogte minder dan 1 gram.  

De energie wordt inderdaad gedissipeerd als een turbulente beweging van de lucht, en wordt ultiem warmte.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Beantwoord door

Ingenieur Bart Dierickx

elektronica beeldopnemers cryogenica metafysische vragen lucht- en ruimtevaart en de meest onmogelijke zaken

Zoek andere vragen

© 2008-2025
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door Eos wetenschap. Voor vragen over het platform kan je terecht bij liam.verbinnen@eos.be