이 기사에서는 추력이 무엇인지 설명합니다. 따라서 부력을 계산하는 방법, 이러한 유형의 힘에 대한 단호한 연습 및 유체 역학의 중요한 개념인 부력과의 관계를 발견하게 됩니다.
추력이란 무엇입니까?
부력은 물체가 액체에 잠겨 있을 때 유체가 가하는 위쪽 수직 힘입니다. 보다 정확하게는 부력은 물에 잠긴 물체에 의해 변위된 부피의 무게와 같습니다.
따라서 추력은 아르키메데스의 원리에 기초합니다. 이것이 바로 부력을 부력 또는 아르키메데스 부력이라고 부르는 이유입니다.
추력은 물에 잠긴 물체의 표면에 유체가 가하는 압력에 의해 생성됩니다. 압력은 깊이에 정비례하기 때문에 몸의 깊은 부분이 위쪽 부분보다 더 큰 압력을 받으며, 따라서 유체는 몸에 위쪽으로 힘을 가합니다.
추력 공식
추력은 유체에 (부분적으로 또는 전체적으로) 잠긴 몸체에 의해 대체된 액체 부피의 무게와 같습니다. 따라서 추력은 유체 밀도와 중력, 변위된 유체의 양을 곱하여 계산됩니다.
따라서 추력의 공식은 다음과 같습니다.
금:
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뉴턴으로 표현되는 추력입니다.
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는 kg/m 3 단위로 표현되는 유체의 밀도입니다.
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중력가속도의 값이다.
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물에 잠긴 물체에 의해 변위된 부피입니다.
아시다시피 유체 밀도와 중력의 곱은 유체의 비중량과 같습니다. 따라서 추력은 다음 식으로 결정될 수도 있습니다.
정상적인 조건에서 추력은 수직 위쪽으로 작용하며 그 적용 지점은 수중 몸체의 무게 중심입니다.
추력 계산 예
추력의 정의와 공식이 무엇인지 살펴본 후, 이 섹션에서는 이러한 유형의 힘을 계산하는 방법에 대한 예를 보여줍니다.
- 가장자리가 50 cm인 입방체를 물(ρ=1000 kg/m 3 )로 채워진 용기에 넣습니다. 큐브가 용기에 완전히 잠겨 있다면 큐브 위의 액체가 가하는 아르키메데스 추력의 값은 얼마입니까? 데이터: g=9.81m/ s2 .
큐브의 몸체 전체가 물에 담그면 변위된 유체의 양이 큐브의 부피와 동일하다는 것을 의미합니다. 따라서 먼저 큐브의 부피를 계산합니다.
따라서 추력 공식을 사용하여 그 값을 찾습니다.
마지막으로 데이터를 공식에 대체하고 추력을 계산합니다.
부력과 미는 힘
이 마지막 섹션에서는 추력과 부력 사이의 관계를 살펴보겠습니다. 이는 물리학에서 밀접하게 관련된 두 가지 개념입니다.
부력은 유체 내에서 평형을 유지하는 신체의 능력입니다. 따라서 물체가 유체에 뜨려면 유체가 물체에 가하는 부력이 물체의 무게와 같아야 합니다. 그렇지 않으면 경우에 따라 본체가 올라가거나 내려갑니다.
- 양성부력(Positive buoyancy) : 신체는 체액 내에서 상승하려는 경향이 있으므로 부력의 힘이 체중의 힘보다 크다.
음부력 : 유체 속에서 몸이 하강하려는 경향, 즉 몸이 가라앉는 현상. 이는 미는 힘이 무게의 힘보다 작다는 것을 의미합니다.