부력

소개글

이론에 관한 예비 레포트랑 실험을 통해 결과를 도출한 결과 레포트로 되어 있고 기타 레포트 및 참고 서적 등을 바탕으로 직접 만든 것 입니다

목차

Ⅰ예비레포트
1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

Ⅱ결과리포트
1. Abstract
2. Experiment
3. Result
4. Discussion
5. Reference

본문내용

1. 실험 목적
부력을 이용하는 잠수함에 미치는 유체역학적 원리를 이해하고, 그 평형방정식을 세워 잠수 깊이와 무게와의 상관관계를 도출한다. 주어진 아크릴 실린더를 깊이 1m의 수조 중앙에 띄울 수 있는 평형방정식을 유도하고 유도된 공식으로부터 그 무게를 계산한다.

2. 바탕 이론
① 부력(Buoyancy)
중력이 작용하는 유체 속에 있는 물체가 유체로부터 받는 중력과 반대 방향의 힘을 말합니다. 이 때 힘의 크기는 유체 속에 떠 있는 물체의 부피와 같은 부피의 그 유체의 무게와 같으며, 물체의 무게중심이 어디에 위치하였는지에 따라 물체가 기울어졌을 때 제자리로 되돌아오는 복원력이 달라집니다.

②부력의 종류

Fig 1. 부력의 종류
부력에는 양성부력(Positive Buoyancy)와 중성부력(Neutral Buoyancy), 음성부력(Negative Buoyancy)이 있습니다.
⑴ 양성부력은 어떤 물체가 물에 뜨는 자연적인 힘. 즉 물에 가라앉거나 가라앉지도 뜨지도 않는 현상과 구별하여 이르는 용어입니다.
⑵ 음성부력은 물체의 중력에 비해 뜨는 힘이 가벼운 것을 말하며 물체의 중력이 부력보다 무거워 밑으로 자연스럽게 가라앉는 것을 말합니다.
⑶ 마지막으로 중성부력은 물체에 작용하는 부력의 크기가 물체의 부피와 같응 양의 유체에 작용하는 중력의 크기가 같은 것을 말하며 결국 물체는 가라앉지도 뜨지도 않게 됩니다.

③ 무게중심(Center of Mass)
중력에 의한 알짜 토크(torque)가 0인 점으로 무게중심이 물체의 윗부분에 위치할 경우, 물체가 매우 불안정하지만 무게중심이 아래에 위치할 경우엔 안정해 집니다.


④부력중심(Center of buoyancy)
부력의 작용점은 물체가 밀어낸 부분에 유체가 있다고 가정했을 때의 무게중심과 일치합니다. 이 작용점을 부력 중심(또는 부심)이라 하며, 부체(떠 있는 물체)가 기울어져 있을 경우의 복원력을 결정하는 중요한 요소입니다. 복원력은 무게중심이 부력중심보다 낮을 때 다시 원상태로 되돌리려는 힘입니다.

참고 자료

윤도영, 화학공학유체역학, 한산
손호재,박창수. 잠수함종합개론, 대영사
화공기초 이론 및 실험2 매뉴얼
http://www.planetscuba.co.kr/archives/1425