Gewicht vliegtuig

[robbie1]

hallo iedereen,

Ik had een korte vraag betreffend het gewicht van een vliegtuig. Gewicht is een van de vier krachten die op het vliegtuig werkt. Mijn vraag is of het gewicht van een vliegtuig kan veranderen. Is het zo dat als een vliegtuig opstijgt het gewicht toeneemt en als een vliegtuig daalt het gewicht afneemt? Zo ja, hoe kan ik dit gewicht dan berekenen?

ik weet dat W = m (g - a) geldt voor een verticale verplaatsing maar hoe werkt dit bij een vliegtuig? Een vliegtuig stijgt of daalt tenslotte nooit helemaal verticaal.

bvd,

rob

[thermo1945]

Bedoel je met W de verticale resulterende kracht? Het is in ieder geval geen arbeid.

De zwaartekracht mg blijft gelijk als we afzien van brandstofverbruik, anders neemt die iets af, omdat m_totaal afneemt.

Het gewicht is de kracht op het steunvlak.

Als die op de grond staat is de zwaartekracht evengroot als het gewicht.

Een vliegend vliegtuig 'steunt' echter op de lucht onder de vleugels.

Verticaal is de beweging verwaarloosbaar: er is dus een evenwicht tussen de zwaartekracht en de stijgkracht.

Als het vliegtuig verticaal omhoog versnelt, dan is stijgkracht - zwaartekracht = massa x verticale versnelling.

Kun je daarmee vooruit?

[robbie1]

oei foutje, ik bedoelde met de W weight maar dat moet dus eigenlijk gewoon Fgewicht zijn.

Ik wou alleen weten met welke formule ik het gewicht van een stijgend,dalend of horizontaal vliegend vliegtuig kon berekenen. Horizontaal vliegend is het gewicht dus gewoon de m x g maar is dat stijgend en dalend dan ook nog zo?

[robbie1]

oei foutje, ik bedoelde met de W weight maar dat moet dus eigenlijk gewoon Fgewicht zijn.

Ik wou alleen weten met welke formule ik het gewicht van een stijgend,dalend of horizontaal vliegend vliegtuig kon berekenen. Horizontaal vliegend is het gewicht dus gewoon de m x g maar is dat stijgend en dalend dan ook nog zo?

Ik vraag dus of een verandering in snelheid met een bepaalde richting (hoek)(stijgend/dalend) een invloed heeft op de g.

[dirkwb]

Het gewicht blijft in principe gelijk. De zwaartekrachtversnelling verandert met de hoogte minimaal.

[ZVdP]

Zoals Thermo als zei, steunt het vliegtuig op de lucht.

Vergelijk de situatie met een persoon die in een lift staat.

Wat is het gewicht van de persoon wanneer:

-de lift stil staat

-de lift met constante snelheid stijgt

-de lift met constante snelheid daalt

-de lift eenparig versnelt

-de lift eenparig vertraagt

[robbie1]

dan zou het gewicht toch groter en kleiner kunnen worden?

stel een lift stijgt met een versnelling van 1 m/s^2 omhoog dan zou het gewicht van een persoon van 100kg.

dan zou het gewicht toch 100 x 10.81 zijn? en stel een lift vertraagd met 9.81 m/s^2 (niet dat dat kan) dan zou je toch gewichtloos zijn? Is dit dan ook zo met het gewicht van een vliegtuig?

[ZVdP]

Is dit dan ook zo met het gewicht van een vliegtuig?

Ik ken wel niets van vliegtuigen of aerodynamica, maar dat lijkt me wel.

Stel dat een vliegtuig vaste hoogte aanhoudt of met constante snelheid stijgt, dan moet de kracht op de vleugels van het vliegtuig exact gelijk zijn aan de zwaartekracht die aangrijpt op het vliegtuig.

Als het vliegtuig nu naar boven versnelt, moet er een excess kracht op de vleugels worden uitgeoefend.

En het gewicht is juist de kracht die een steunvlak op een object uitoefent. De kracht op de vleugels in dit geval dus.

[bessie]

Het gewicht van een vliegtuig verandert tijdens de vlucht alleen door het verbruik van brandstof (of door het uitwerpen van passagiers).

Als een vliegtuig stijgt, daalt, of een cirkelbeweging maakt, verandert het krachtenevenwicht. Om een (centripetale) versnelling te kunnen ondergaan, moeten één of meer krachten veranderen, maar dat wordt veroorzaakt door een andere vliegtuigconfiguratie (rolhoek, snelheid, invalshoek, stuurvlakken, flaps, etc.).

[thermo1945]

Zoals Thermo als zei, steunt het vliegtuig op de lucht.

Het vliegtuig 'duwt' ook tegen de lucht vooraan. Ook dat is een bijdrage tot de kracht op het steunvlak.

De gewichtskracht kan hier wel eens een heel andere grootte en richting hebben dan de zwaartekracht!

Mogelijk is dit een kwestie van definiëren.

dan zou het gewicht toch groter en kleiner kunnen worden?

Dat is zeker waar.

[thermo1945]

Het gewicht van een vliegtuig verandert tijdens de vlucht alleen door het verbruik van brandstof (of door het uitwerpen van passagiers).

Hier zijn we het dus niet met elkaar eens.

Als een vliegtuig stijgt, daalt, of een cirkelbeweging maakt, verandert het krachtenevenwicht. Om een (centripetale) versnelling te kunnen ondergaan, moeten één of meer krachten veranderen, maar dat wordt veroorzaakt door een andere vliegtuigconfiguratie (rolhoek, snelheid, invalshoek, stuurvlakken, flaps, etc.).

Ik neem aan, dat je het over een horizontale cirkelbeweging hebt. Wat het de horizontale beweging betreft, heb je dan gelijk. Verticaal verandert er echter hoegenaamd niets.

[bessie]

Ha thermo, welkom terug. Ik ben in Delft afgestudeerd aan LR, dus je begeeft je een beetje op glad ijs, maar voel je vrij om je standpunten te verdedigen.

Bij een looping (jouw verticale cirkelbeweging, toch) moet het vliegtuig een beweging maken, waarbij voortdurend de standhoek verandert, dus de zwaartekracht m.g heeft voortdurend een andere richting tov het vliegtuig. Hierdoor moeten draagkracht en weerstand veranderen. Wil het vliegtuig dezelfde snelheid behouden dan zal tevens de stuwkracht moeten veranderen.

Daarbij komt dat om de cirkel te beschrijven, er voortdurend een kracht loodrecht op het vliegtuig moet werken ter grootte m.v^2/r (centripetale kracht). Deze zorgt ervoor dat de passagiers hun gewicht voelen toenemen, natuurlijk tegengewerkt door de zwaartekracht m.g als het vliegtuig ondersteboven hangt.

Maar het gewicht m.g van elk deel van het vliegtuig blijft gewoon gelijk. Voor elke beweging geldt, dat de zwaartekracht m.g en de luchtkrachten samen (L, D en T vectorieel opgeteld) gelijk zijn aan m.a, waarin a de versnellingsvector is.

De situatie is volledig vergelijkbaar met een massa aan een slinger. Daar levert het touw de opwaartse kracht en de zwaartekracht de neerwaartse. Uit hun vectorsom wordt de versnelling berekend. Of zeg jij dan ook dat het gewicht verandert?

[thermo1945]

Ha thermo, welkom terug.

Dank je, dat je me gemist hebt. Ik was drie weken van het forum verbannen wegens een overtreding. Ik wees iemand erop, dat zijn item bij natuur of techniek moest staan en dat mag niet.

Ik ben in Delft afgestudeerd aan LR, dus je begeeft je een beetje op glad ijs, maar voel je vrij om je standpunten te verdedigen.

Als dat recent was, is dat alsnog een dikke en welgemeende felicitatie waard. Als dat wat langer geleden was, dan heb je hoe dan ook mijn respect. Ik heb fysica gestudeerd aan de RU Leiden maar dat is al decennia geleden.

Bij een looping (jouw verticale cirkelbeweging, toch) moet het vliegtuig een beweging maken, waarbij voortdurend de standhoek verandert, dus de zwaartekracht m.g heeft voortdurend een andere richting tov het vliegtuig. Hierdoor moeten draagkracht en weerstand veranderen. Wil het vliegtuig dezelfde snelheid behouden dan zal tevens de stuwkracht moeten veranderen.

Daarbij komt dat om de cirkel te beschrijven, er voortdurend een kracht loodrecht op het vliegtuig moet werken ter grootte m.v^2/r (centripetale kracht). Deze zorgt ervoor dat de passagiers hun gewicht voelen toenemen, natuurlijk tegengewerkt door de zwaartekracht m.g als het vliegtuig ondersteboven hangt.

Hier breng ik niets tegenin, alleen had ik het niet over een looping maar over een horizontale cirkel (wat toch het meest gebruikelijk is).

Maar het gewicht m.g van elk deel van het vliegtuig blijft gewoon gelijk.

Hier zijn we het fundamenteel niet eens.

De zwaartekracht is de aantrekkingskracht van de aarde (mg) die aangrijpt in het massamiddelpunt.

De reactiekracht van de zwaartekracht is de gravitatie aantrekkingskracht die het vliegtuig op de aarde uitoefent. Diens aangrijpingspunt is het massamiddelpunt van de aarde. Deze kracht wordt vrijwel nooit beschouwd, omdat de versnelling die hij veroorzaakt minuscuul is.

Het gewicht is per definitie de kracht die een voorwerp op het steunvlak uitoefent. Deze grijpt aan bij het aanrakingsoppervlak.

De reactiekracht van het gewicht is de normaalkracht die ook bij het steunvlak aangrijpt.

Vaak wordt helaas ten onrechte beweerd, dat de normaalkracht de reactiekracht van de zwaartekracht is!

In rust zijn mg en gewicht gelijk. Uit jouw vorige paragraaf blijkt, dat het gewicht wel degelijk verandert, lettend op 'mijn' definities. Zie verder het voorbeeld hierboven over de lift in diverse omstandigheden.

De situatie is volledig vergelijkbaar met een massa aan een slinger. Daar levert het touw de opwaartse kracht en de zwaartekracht de neerwaartse. Uit hun vectorsom wordt de versnelling berekend. Of zeg jij dan ook dat het gewicht verandert?

'Jouw opwaartse kracht', de veerkracht, is hier 'de kracht op het steunvlak'. De veerkracht verandert steeds, dus het gewicht ook!

De zwaartekracht blijft natuurlijk steeds mg.

Bij de vrije val zie je dat het beste: tijdens de val is het gewicht van het vallende lichaam nul (gewichtloosheid) terwijl de oorzaak van de val, de zwaartekracht, op volle sterkte mg aanwezig blijft.



Samenvatting: zwaartekracht en gewicht zijn niet identiek. Het gewicht kan veranderen bij gelijkblijvende massa.

[Bart]

- Een vliegtuig heeft massa (uitgedrukt in kilogrammen). Deze verandert tijdens een vlucht alleen vanwege de verbranding van brandstof.

- Op het vliegtuig werkt een zwaartekracht. Deze kracht heeft een grootte van de massa maal de zwaartekrachtversnelling g (ongeveer 9.81 m/s²). Deze kracht grijpt aan bij het massamiddelpunt van het vliegtuig en is altijd gericht naar het middelpunt van de aarde.

- Op het vliegtuig werkt een liftkracht. Deze liftkracht staat ongeveer loodrecht op de vleugels van het vliegtuig.

In horizontale vlucht zijn de zwaartekracht en lift tegengestelt met gelijke grootte. De resultante kracht is dus nul. Iemand die in het vliegtuig staat (of zit), ondervindt wel een zwaartekracht, maar geen liftkracht. De zwaartekracht wordt nu gecompenseerd door de normaalkracht die het vliegtuig op deze persoon uitoefend.

Als het vliegtuig omhoog versnelt, zal de verticale component van de lift (eventueel aangevuld met de verticale component van de stuwkracht als het vliegtuig onder een hoek vliegt) groter zijn dan de zwaartekracht. Er werkt dan een resultante kracht op het vliegtuig, die gelik is aan de versnelling maal de massa. Om ook dezelfde resultante kracht op de persoon te laten werken, moet de normaalkracht die het vliegtuig op deze persoon uitoefend gelijk zijn aan de zwaartekracht van deze persoon plus de resultante kracht die op deze persoon werkt om dezelfde verticale versnelling als het vliegtuig te krijgen.

De reden dat jullie het niet eens met elkaar zijn is omdat er verschillende definities van 'gewicht' aangehouden worden. Een aantal stelt gewicht gelijk aan de zwaartekracht en anderen stellen het gelijk aan de normaalkracht. Aan de term gewicht is echter geen duidelijke definitie gekoppeld, simpelweg omdat deze term niet in de fysica wordt gebruikt.

[bessie]

Nee de reden dat we het niet eens waren was dat ik eigenwijs was. Wikipedia geeft inderdaad aan dat in een lift het gewicht van een persoon verandert onder invloed van zijn versnelling.

Excuses voor mijn fout. Voor mij was gewicht altijd gewoon m.g, de zwaartekracht. Nu niet meer dus. Het gewicht is de kracht die een voorwerp uitoefent op een steunvlak. In dit vreemde geval zou je de lucht het steunvlak moeten noemen.

Misschien juister zou het zijn als volgt:

de door het vliegtuig opgewekte luchtkrachten worden tegengewerkt door de aarde, uiteindelijk gaat de lucht niet de aarde in

de kracht die de lucht uitoefent op de aarde, minus het eigen rustgewicht van de lucht, is het gewicht van het vliegtuig.

Maar in mijn ogen is 'het gewicht' in elke vorm, anders dan m.g, een onzinnige definitie.