부 력 실험 레포트

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
1) 부력
2) 무게중심(center of gravity)
3) 부력 중심(center of buoyancy)
4) 복원력(restoring force)
5) 잠수함의 구조
6) 잠수함 탱크의 종류

3. 실험 방법

4. 참고 문헌

본문내용

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

2. 바탕 이론
1) 부력
① 개념
- 부력은 물체를 액체 속에 넣으면 그 물체를 중력에 거역하여 위로 밀어 올리려는 힘이다. 물속에 있는 물체는 공기 속에 있는 물체보다도 들어올리기가 쉬우며, 물체에 따라서는 물에 뜨기도 하는데, 부력은 아르키메데스의 원리로 설명된다. 물체를 액체에 넣었을 때 물체가 받는 부력의 크기는 물체의 부피와 같은 양의 유체에 작용하는 중력의 크기로 정의 된다.

<중 략>

2) 무게중심(center of gravity)
- 중력에 의한 알짜 토크가 0인 점이다. 토크(torque)란 회전력이라고 하며, 거리와 힘의 외적(cross product)이다. 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력의 작용점을 말한다. 무게중심은 물체의 위치가 어떠한가와 관련이 있는데, 물체의 윗부분에 무게중심이 있을 경우 물체는 매우 불안정한 상태가 되어 쓰러지기 쉽니다. 하지만 무게중심이 물체의 아래 부분에 있을 경우 안정한 상태가 되어 잘 쓰러지지 않는다.

<중 략>

② 중량보상탱크(Compensating Tank)
- 잠수함이 잠항을 한 이후에 수중에서 항해를 하기 위해서는 중성을 부력을 유지해야 한다. 즉 잠수함이 가벼워서 물위로 떠올라도 안 되고 무거워서 가라앉아도 안 된다. 잠수함의 중성 부력을 유지하기 위해서는 잠수함의 중량 변화와 잠수함의 부력 변화를 항시 파악해야 한다. 잠수함의 중량은 연료유와 윤활유의 소모, 주부식 소모, 어뢰나 기뢰의 발사, 오물과 생활 오수의 배출 등에 따라 변화하며 잠수함의 부력은 해수밀도의 변화에 가장 큰 영향을 받는다.

참고 자료

Christie J. Geankoplis, 1997, “화학단위조작”, 대웅
성기천&이진휘&김기준, 2000, “화학공학실험”, 사이텍미디어
“화공기초 이론 및 실험” 교재
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