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부력 2

10. 표면장력, 부력, 입자 운동

표면장력은 단위길이당 힘으로 유체의 표면에서 작용하는 힘이다. ($\sigma = \frac{F}{l}$) 액체와 접하는 고체의 표면에너지가 작은 경우 표면장력이 우세하여 접착면이 최소화된다. 고체의 장력은 접착면에서 액체의 tangent(접촉각)로 파악할 수 있다. 고체의 표면에너지가 큰 경우 액체는 구형이 아닌 perfect wetting 상태가 된다. 비눗방울의 경우 자유물체도 단면에 대한 힘의 평형은 $(p_{i}-p_{o})=\frac{4\sigma}{R}$이다. po는 외부압이고 pi는 밖으로 밀어내는 압력이다. 이때 표면장력은 4부분에서 같은 힘으로 작용한다. 구를 가득 채운 액체의 경우 표면장력은 2부분에서 같은 힘으로 작용하고 $(p_{i}-p_{o})=\frac{2\sigma}{R}$이..

유체역학

유체란, 입자들의 약한 응집력이나 용기의 벽에 의해 작용하는 힘에 의해 느슨하게 결합된 입자계로 액체와 기체는 유체이다. 액체는 비압축성이고 부피가 일정한 반면, 기체는 압축성이고 부피가 일정하지 않다. 미시적 관점이 아닌 거시적 관점으로 파악할 것이기에, 질량은 밀도로, 흐름은 속도로 그리고 압력을 이용한다. 유체의 압력 유체의 압력은 단위 면적당 수직힘으로 정의한다. ($P = \frac{F}{A}$) 유체는 평형 상태에 있으므로 그에 작용하는 알짜힘은 0이다. 이를 이용하면 기준 압력인 위치로부터 깊이가 h인 지점의 압력을 계산할 수 있다. 들어 올리는 힘 - 위에서 누르는 힘 - 중력 = 0 $\sum\vec{F}=PA\hat{j}-P_{0}A\hat{j}-Mg\hat{j}=0$ $P=P_{0}+..

Physics/Basic 2022.12.21
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