단일구의 침강속도 측정 [예비+결과]

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본문내용

<예 비>
1. 실험 목적
중력 하에서 구가 액체 중으로 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 Drag 계수와 Reynolds 수와의 관계를 알아본다.

2. 이 론
?? 항력
물체가 유체 내에서 운동할 때 받는 저항력과 두 물체가 접촉하면서 움직일 때 접촉면에 작용하는 힘으로 저항 또는 유체저항이라고도 한다.
① 물체가 유체 내에서 운동하면 저항력을 받는데, 반대로 흐르는 유체 내에 물체가 정지해 있어도 저항력을 받는다. 나무판을 흐르는 유체 속에 유체의 흐름방향에 대해서 경사지게 놓았을 때 나무판에는 두 힘이 작용하게 된다. 하나는 유체의 흐름방향에 흘려보내려는 힘과 또 하나는 흐름방향에 수직으로 작용하는 힘이다. 항력은 흐름방향으로 작용하는 힘이다. 항력의 크기는 흐름의 속도를 v, 유체의 밀도를 ρ, 나무판의 단면적을 S라 하면 cρSv2/2이 된다. 여기서 c는 나무판의 단면의 형태와 나무판이 흐름방향에 대한 기울기에 의해서 결정되는 상수로 보통 이것을 항력계수(drag coefficient)라 한다. 물체가 유체 속을 초음속으로 운동하거나 수면상을 수파(물결파)보다 빠른 속도로 나아갈 때에는 충격파가 생겨 에너지를 잃게 되므로, 위에 말한 저항과는 다른 저항을 받게 되는데, 이것을 조파저항이라 한다.

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