(수행만점)정수압 측정 실험 (유체역학 실험결과보고서)

소개글

*실험 결과표에 그래프 파일 및 분석이 포함되어있습니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
2.1. 정수압 이론
2.2. 실험 기구 용어 설명
2.2. 실험 원리

3. 실험 기구

4. 실험 방법

5. 실험 결과
5.1. 부분잠수시
5.2. 완전잠수시

6. 고찰

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적

본 실험은 먼저 완전잠수, 부분 잠수 두 가지의 경우로 나누어 물에 잠긴 물체의 평면에 작용하는 압력의 크기, 방향, 작용점을 측정한다. 이 과정을 통해 결과값을 이론값과 비교하여 정지해있는 유체의 압력인 정수압의 유도된 공식을 이해하고 이론적 타당성 여부를 밝혀낼 수 있다.

2. 실험 이론

2.1. 정수압

정수압 (Hydrostatic pressure)이란 정지해 있는 유체의 압력이다.
정지상태의 물 속에서는 상대적인 마찰 운동이 없으므로 마찰력이 작용하지 않으며, 유체가 정지하고 있는 경우 또는 유체 내부에 상대속도가 없는 경우에는 유체에 작용하는 전단력은 존재하지 않는다.
또한, 표면장력도 수면 부근의 얇은 부분을 제외하고는 작용하지 않아 내부의 어떤 면을 생각해도 그 면에 따른 성분을 가진 힘은 고려하지 않는다.
따라서 정지한 물속에는 물의 무게에 의한 압력만 수직으로 작용한다.
다시 말해 정지상태의 물의 내부에 작용하는 힘은 압력뿐이고 바로 이것이 정수압이다. 정수압의 세기는 단위 면적당 수압의 크기로 나타낼 수 있고 다음과 같은 공식으로 표현된다.
각각 Pa：수면에 작용하는 대기압, ρ：물의 밀도, g：중력 가속도, h：생각하고 있는 점의 수면으로부터의 깊이를 나타낸다.

()

식에서 알 수 있듯이 유체로 물을 사용하면 물의 단위 중량에 수심을 곱하여 구할 수 있는데, 같은 조건에서 대기압이 변하지 않고, 물의 단위 중량도 변하지 않으므로 수심의 크기에 의해 값이 결정된다고 볼 수 있다.
한편 공학에서는 주로 대기압을 무시한 계기압력을 사용하여 나타내므로 Pa를 소거한 식
()
을 사용한다.

<중 략>

4. 실험 방법

1) 장치의 수평을 맞춘다.
2) BalanceArm의 수평을 맞춘다.
3) BalancePan에 추를 올린다.
4) 수조에 물을 채운다. (부분침수와 완전 침수 각각의 경우 물의 양이 달라진다)
5) 배수밸브 혹은 큰 비커를 이용해 물을 추가하면서 BalanceArm의 수평을 맞춘다.

참고 자료

박종권 ,수리학 (기초 및 응용), 내하출판사