부력-예비

목차

1. 실험목적

2. 바탕이론
1) 부력
2) 부력이 생기는 이유
3) 아르키메데스의 원리
4) 부력의 종류
5) 부력 공식
6) 무게중심
7) 부력중심
8) 복원력
9) 부체 안정도
10) 잠수함의 구조

3. 기구 및 시약

4. 실험 방법

5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
부력을 이용하는 잠수함에 미치는 유체역학적 원리를 이해하여 평형 방정식을 세워 잠수 깊이와 무게와의 상관관계를 도출한다. 아크릴 실린더(잠수함)를 깊이 1m의 수조 중앙에 띄울 수 있는 평형 방정식을 유도하고, 이 공식으로부터 무게를 계산한다.

2. 바탕 이론
(1) 부력
유체속에서 중력에 반대되어 물체가 뜨려는 힘이다. 압력 차로 인해 연직 위 방향으로 밀어올리려는 힘과 중력에 의해 연직 아래 방향으로 가라앉으려는 힘이 같아지는 높이에서 물체는 정지한다.

(2) 부력이 생기는 이유
부력은 유체의 압력 차에 의해 생긴다. 어떤 물체가 유체 안으로 들어가면, 물체의 높이에 따라 물체의 head와 bottom에서 깊이의 차가 발생한다. 더 깊이 들어간 bottom이 head보다 강한 압력을 받는다. 따라서 head와 bottom의 압력 차에 의해 부력이 발생한다.

(3) 아르키메데스의 원리
물체가 유체 속에 잠길 때, 물체가 받는 부력의 크기는 물체가 유체에 잠긴 부피만큼의 유체에 작용하는 중력의 크기와 같다는 원리. 아르키메데스의 원리에 따르면 물체에 작용하는 부력의 크기는 물체에 잠긴 부분의 부피에 액체의 단위중량을 곱한 값과 같다.
따라서 물체를 유체에 넣었을 때 물체가 받는 부력의 크기는 물체의 부피에 해당하는 유체의 무게와 같다.

(4) 부력의 종류
양성부력, 중성부력, 음성부력이 있다.
- 양성부력 : 물체의 중력 < 부력
- 음성부력 : 물체의 중력 > 부력
- 중성부력 : 물체의 중력 = 부력

참고 자료

Planning Procedure of Naval Architecture & Ocean Engineering, Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Seoul National University, (2009)
유수연. "음의 복원력을 가진 선박의 거동에 관한 실험 연구." 국내석사학위논문 목포해양대학교 대학원, (2019)
김석원. "고등학교 2학년 자연계열 학생들의 부력에 대한 개념 이해 연구." 국내석사학위논문 한국교원대학교 교육대학원, (2016)
2021년 3학년 1학기 단위조작 이론 및 실험1 실험노트
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