부력(결과레포트)

소개글

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목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion
5. Reference

본문내용

1. Abstract

부력은 물체가 유체에 잠겨있을 때 그 물체를 중력의 반대방향으로 밀어내는 힘으로, 그 크기는 물체가 잠긴 부분의 부피에 대한 유체의 무게와 동일하다. 그러므로 부력의 크기에 따라 물체의 뜨고 가라앉음이 결정되며 이를 양성부력, 중성부력, 음성부력 3가지로 구분한다. 부력은 주로 선박을 제작하는데 사용되며 작은 차이가 큰 사고를 일으킬 수 있기 때문에 선박제작에 있어 매우 중요한 고려요소이다. 부력은 선박뿐만 아니라 잠수함, 스쿠버, 어업 등 실생활의 여러 가지 분야에서도 사용된다.

이번 실험은 아크릴 실린더에 작용하는 힘들의 관계를 이해하고, 중력과 부력의 평형방정식을 통해 아크릴 실린더의 중성부력을 찾는 실험이었다. 실험은 물을 채운 수조에 아크릴 실린더를 넣고 아크릴 실린더에 추를 넣으며 무게를 조절하여 중성부력을 찾는 것으로 진행되었다. 그렇게 실험적으로 찾은 중력부력에서의 아크릴 실린더의 무게와 이론적으로 계산한 아크릴 실린더의 무게를 비교하였다. 이론적으로 계산된 중성부력에서의 실린더의 무게는 2121.49g이고, 실험적으로 측정된 실린더의 무게는 2128.50g으로 약 7g의 오차를 보였다. 이는 전체 값의 0.3% 정도의 오차로 신뢰할만한 결과이다. 오차의 원인은 부정확한 부피측정, 유체의 움직임, 실린더의 균형 이 3가지 정도로 생각 할 수 있다.

2. Experiment

[실험방법]

1) 가로, 세로, 높이 1m의 수조에 물을 가득 채운다.

실험실에 준비된 수조에 수돗물을 채웠다. 기존의 실험방법에는 1m의 정사각형 수조에 물을 채워야하지만 물의 양은 실험값에 영향을 주는 요인이 아니게 때문에 아크릴 실린더가 충분히 잠길 정도의 높이까지만 물을 채웠다. 이때 정확한 실험을 위해 물의 온도를 측정하였고 물의 온도는 16℃이었다. (Figure 1. Figure 2. 참고)

참고 자료

광운대학교 화학공학과, ‘2018년 3학년 1학기 실험노트’, 2018년
James O. Wilkes, 2008년, “화학공학유체역학(마이크로유체학과 CFD)”, 한산, 28~30P
김이영, 김지나, “중학생들의 부력에 대한 개념 분석”, 학술저널, 전문 참고, 2012
http://syhmovie.tistory.com/58 (온도에 따른 물의 밀도변화)