분야
hwp2. 이론
2-1. 비압축성 유체에서의 압력의 변화
2-2. 수직에 작용하는 정수압으로 인한 힘의 작용점
2-3. 모멘트 평형
2-4. 정수압 실험 적용 이론
3. 실험방법
4. 실험기구
5. 실험과정
5-1. 부분침수 방법
5-2. 완전침수 방법
5-3. 사진첨부
6. 실험결과
6-1. 부분침수 결과 값
6-2. 완전침수 결과 값
6-3. 실험결과에 대한 논평
7.고찰
7-1. 개인고찰
8. 참고문헌
물체가 물에 완전히 잠겨있을 때와 부분적으로 물에 잠겨 있을 때 즉 완전 잠수 상태와 부분 잠수 상태인 물체의 면에 작용하는 압력의 작용점과 그 크기를 구해보고 이 값의 이론적인 결과와 실험의 결과를 비교한다. 작용점에 대한 공식과 단면에 작용하는 힘의 공식, 수면과 닿는 직사각형 표면에 작용하는 힘인 정수압 그리고 힘의 중심점인 압력중심과 도심을 구하는 공식을 실험을 통하여 알아본다.
2. 이론
2-1. 비압축성 유체에서의 압력의 변화
정지한 유체는 을 만족해야 한다. x축 방향의 힘, y축 방향의 힘, z축 방향의 힘의 합력이 모두 0이어야 한다.
유체를 미소부피 로 분해하여 작용하는 힘을 분석해 보았을 때 축 방향으로
압력이 증가한다고 가정하고 미소단위 중심에서의 압력을 라 하였을 때, 미소부피에서 축 방향 오른쪽에 작용하는 힘은 이고 왼쪽에 작용하는 힘은 이다.
축 방향의 힘을 고려할 때 위와 마찬가지로 , 이다.
축은 유체의 자중을 고려해주어야 하므로 , , 이다.
이제 각 축방향의 합력을 구하자.
축 방향으로의 합력을 구하면 이므로 이다.
같은 방법으로 이고, z축 방향의 합력을 구해보면 을 얻을 수 있다. 이 식을 변수 분리하여 적분하면 →
그러므로 정수 내에서의 압력변화는 깊이 에만 의존하며 계기압력을 측정할 때 대
기압=0이므로 수면으로부터 깊이 인 지점에서 압력은 이다.
