[자동차] 유압

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짧지만 요약 정리되어있습니다..

파스칼의 원라와 유체.. 기계적이득..

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본문내용

유체는 힘을 받으면 쉽게 움직이기 때문에 고체와 달리 수평력 (층 밀리기 힘, shear stress)을 받지 않는다. 만일 수평력이 있다면 유체는 자신이 그 방향으로 움직여 그 힘을 상쇄시킬 것이기 때문이다.

정지한 유체에서는 그림처럼 어떤 방향을 향하는 임의의 면을 잡아도 면에 수직한 수직력만이 존재한다.
유체는 유체를 담은 용기의 표면에 수직한 힘만을 작용하고, 유체 속에 든 물체의 표면에도 수직한 힘만을 작용한다.

우리가 주위에서 보는 물질은 보통 고체와 액체, 기체 상태 등으로 존재한다. 고체는 겉으로 볼 때 일정한 모양을 유지하지만 액체와 기체는 담긴 용기에 따라서 모양이 달라진다. 따라서 액체와 기체는 고체와 구별하기 위해 유체라고 부른다.

유체는 상황에 따라 모양이 바뀌므로 유체를 구성하고 있는 각 질점들의 움직임들을 일일이 추적하는 것이 매우 어렵다. 유체 질점들의 움직임을 일일이 추적하지 않고 쉽게 다룰 수 있는 거시적인 방법은 없을까?

유체 내부의 한 점에서 유체의 압력 는 그 점의 작은 면적 에 대해 수직으로 작용하는 힘 의 비로 정의한다.
압력=
압력의 크기는 작은 면적의 방향을 어떻게 잡더라도 같다. 압력의 단위는 Pa(파스칼)로서

이다.

정적 평형을 이루고 있는 유체의 한 지점에 힘이 작용되면 이 힘은 유체의 모든 부분으로 전달된다. 이 때 유체내의 압력은 모든 점에서 항상 동일하다.

이 사실은 17세기에 파스칼이 처음 발견한 것으로 파스칼의 원리로 알려져 있다.

파스칼의 원리는 유체의 경우 힘보다는 압력을 쓰는 것이 훨씬 편리하다는 것을 가르쳐준다.



면(가) (경사각 , 면적= )에 힘 , 면 (나) (면적= )에 , 면(다) (면적=)에 가 각각 작용하면, 힘의 평형조건은
, 이다.

이때 (가)에 작용하는 압력 =
(나)에 작용하는 압력 =
(다)에 작용하는 압력 =
가 되어 각 면에 작용하는 압력은 모두 같다.


두 지점에서의 압력은 같으나, 힘은 면적에 비례한다.
따라서 작은 힘으로 무거운 차를 들어올릴 수 있다.

그러나 에너지는 새로 생겨나지 않는다. 유체가 압축되지 않는다면 두 힘이 해주는 일은 같다. 왜냐하면 옆의 그림처럼 움직이는 유체의 부피는 같으며,

참고 자료

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