유체역학에 대하여

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유체역학

 

1). 무거운 물체를 물속에 집어 넣고 들어 보면 공기 중에서 들 때 보다 어떠한가? 또, 그 이유는 무엇이라고 생각하는가?

▶답 : 더 가벼워진다. 그 이유는 물의 부력( 물속에 잠긴 부분만큼의 물의 무게가 들어짐)을 받았기 때문이다.

 

2). 이번에는 그림과 같이 밀폐된 용기 속에 탁구공을 넣고 공기 주입구를 통하여 공기를 불어 넣어 공기를 압축하면 탁구공의 움직임은 어떠한가? 또, 그렇게 생각하는 이유는 무었인가? (단, 탁구공은 부피가 변하지 않는다고 함)

▶답 : 공기의 부력을 받아 좀 더 위로 뜨게 될 것이다. 그 이유는 공기가 압축되면 전반적으로 용기내의 밀도가 높아지게 되고 따라서 공기의 부력을 더 받기 때문이다.

 

3). 다시 그림과 같이 용기 속에 물을 절반쯤 채우고 탁구공을 띄웠다. 그런 후 공기를 압축하면 탁구공은 어떻게 될까? 또, 그렇게 생각하는 이유는? (단, 탁구공은 부피가 변하지 않는다고 함)

▶답 : 더 뜨게 될 것이다. 탁구공은 두 유체(물과공기)로부터 부력을 받는다. 즉 탁구공이 받는 총부력은 물 속에 잠긴 탁구공의 부피와 같은 공기의 무게를 합한 크기이다. 만일 밀폐된 용기 속에 공기를 더 넣으면 공기의 밀도가 증가하므로(압력이 커지므로) 탁구공이 공기로부터 받는 부력은 더 커져 처음보다 더 높이 뜨게 된다.

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