부력안정성실험보고서

소개

부력안정성실험보고서

목차

1. Abstract 1

2. Introduction 1

3. Theory 2
가. Archimedes` principle 2
나. 부체의 안정조건 2
다. 경심고 2

4. Experiment 3
가. Equipment 3
나. Procedure 5
다. Data 5
라. Discussion 11

5. Conclusion 27

6. Reference 28

본문내용

1. Abstract
부체의 중심 이동 추와 수평추의 위치가 변하게 되면 부체는 안정할까? 여름에 태풍이 오게 되면 배는 바다 위에 있지 않고 항구에 정박하게 된다. 왜 태풍이 오게 되면 배는 항구에 정박해야만 하는 걸까?
이 물음에 대한 답은 부력중심과 무게 중심의 관계를 통해서 알 수 있게 된다. 배 또는 부체가 좌우로 움직이게 되면 각도 값이 생긴다. 이로 인하게 부력중심이 변하게 된다.
부력중심보다 무게중심이 밑에 있으면 배 또는 부체가 안정적으로 뜨지만 부력중심보다 무게중심이 위에 있으면 배가 뒤집히게 된다. 태풍이 오면 바람으로 인해 배가 좌우로 많이 기울어지게 되어 부력중심이 무게중심보다 위에 있게 되는 확률이 놓아지게 된다.
바다가 잔잔할 때는 배가 안정하게 뜨지만 태풍일 때는 배가 전복이 되는 것처럼 부체가 좌우로 많이 움직일 때보다 적게 움직일 때 더 안정하다는 것을 미리 예측할 수 있다.

2. Introduction
유체에 가라앉는 고체는 밀려난 유체의 무게와 같으며 방향은 위쪽인 부력을 가진다. 이것은 유체 내에서 유체 정역학의 결과 때문이다.
물에 뜨는 물체가 약간의 변위에 대해 평형 위치로 돌아오려고 할 경우 안정적이라고 할 수 있다.
예를 들어, 물에 떠 있는 물체가 수직 방향으로 안정성을 가진다면, 이 물체를 아래 방향으로 약간 누르면 더 큰 부력이 생기고, 이로 인해 부력이 물체의 무게와 평형을 이루지 않기 때문에 위쪽으로 떠오르려 하게 된다.
회전 안정성은 함선이 뜨게 하는 데에 중요한 역할을 한다.
작은 각 변위에 대해 함선이 원래의 위치로 돌아오면 안정적이고, 원래의 위치에서 멀어져버리면 불 안정적이며, 움직인 그대로 있으면 중립적이다.
회전 안정성은 물체 위의 힘 작용선에 의존한다.
본 실험을 통해 부체의 흘수를 측정하여 Archimedes의 원리와 부력(Buoyancy)의 관계를 이해하고 부체의 중심, 부심을 변화시켜 부체가 안정되는 한계조건을 이해할 수 있다.

참고자료

· 1. 유체역학 (Clayton T. Crowe 外, 한티미디어, 2007)
· 2. 유체역학 개정7판 (Street, Watters and Vennard, John Wiley & Sons, 1996)
· 3. 수리수문학 (성안당, 2007)
· 4. 수리학 (尹龍男, 청문각, 1996)
· 5. 수리학 (長永吉, 技工社, 1986)
· 6. 수리학 (李吉永, 安慶洙, 형설출판사, 1993)