드론에 적용되는 뉴턴 법칙?

안녕하세요. 가족연습입니다.
저번시간에는 베르누이의 법칙을 배우면서 비행기가 뜨는 원리에 대해서 공부해봤습니다.
비행기 날개의 모양이 위는 곡선으로 둥글고, 아래가 평평한 건 양력 차이로 날기 위해서 겠죠.

베르누이 법칙처럼 뉴턴의 법칙 또한 드론에 적용되고 있습니다. 그럼 어떻게 적용되는지 살펴볼까요?

뉴턴의 법칙은 총 3가지로 나눌 수 있습니다.
첫번째 관성의 법칙 두번째 가속도의 법칙 세번째 작용과 반작용의 법칙입니다. 하나씩 나눠서 드론과의 관계성에 대해서 설명하겠습니다.

1. 작용 반작용의 법칙과 드론

작용 반작용의 법칙을 먼저 설명드릴려는 이유는 드론실기 의 구술시험에 나오기 때문입니다.

우리는 당구장에서 작용 반작용을 느낄 수 있습니다.
힘을 가한 당구공은 반대방향으로 튕겨 나가고, 힘을 받은 당구공은 힘의 방향으로 쭉 나아갑니다.

앞전에 드론은 쿼드/헥사/옥토 멀티콥터가 있다고 설명드렸습니다. 그리고 각 날개는 우측 상단을 기준으로 반시계방향, 시계방향으로 번갈아 돌아가게 구성이 되어 있습니다.

쿼드콥터 날개는 시계반대방향과 시계방향으로 움직이고 있습니다.

만약 모든 날개가 시계방향으로 돌고 있다면 드론은 하늘에서 가만히 있을까요?
아닙니다. 시계 반대방향으로 움직이고 있을 겁니다.

헬리콥터를 보면 위에 프로팰러가 달려 있고 뒷 부분에 작은 프로펠러가 있음을 알 수 있습니다. 프로펠러가 시계방향으로 돌면 본체는 반대방향으로 돌겁니다. 이를 방지하기 위해 작은 프로펠러가 존재합니다.

이처럼 힘의 작용에 따른 반작용을 최소화 해주기 위해 프로펠러의 방향이 엇갈리며 돌게 됩니다.

 

빨강은 운동방향 파랑은 드론의 힘의방향 입니다.

 

3. 가속도의 법칙과 드론
가속도의 법칙은 속도를 내는 방향으로 계속 간다면(힘을 받으면) 가속도가 발생합니다.
a=vt
오랜만에 쓰는 공식이네요.
힘을 가하지 않을 경우 공기저항에 의해서 가속도는 줄어들 겁니다.

드론에 적용되는 항공역학 중 뉴턴의 법칙과의 관계에 대해서 공부 했습니다.