[A+] 화공 단위조작 및 실험1 레포트 부력 예비레포트

소개

"[A+] 화공 단위조작 및 실험1 레포트 부력 예비레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
물속에서 뜨고 가라앉으며 바닷속을 이동하는 잠수함의 주요한 유체역학적 원리인 부력을 이해한다. 수중에서 정지해있는 물체에 작용하는 부력과 중력의 평형방정식을 세워 잠수 깊이와 무게의 상관관계를 도출해 볼 수 있다. 주어진 아크릴 실린더를 깊이 1m의 수조 중앙에 띄울 수 있는 평형방정식을 유도하고 유도된 공식으로부터 그 무게를 계산해 본다.

2. 바탕 이론
부력
부력은 중력이 작용할 때 일정한 부피를 가지고 있는 물체가 유체로부터 받는, 물체가 유체 내에서 경험하는 중력에 반대 방향으로 작용하는 힘을 말한다. 부력의 크기는 물체의 부피에 의해 배제되는 유체의 무게의 크기와 동일한 값을 가진다. 따라서 부력은 물체의 종류나 질량과는 관계가 없으며, 유체에 잠긴 물체의 부피에 따라 부력이 결정된다. 물체에 작용하는 부력의 크기는 유체 밀도와 물체가 잠긴 부피, 그리고 중력가속도를 곱하며 구할 수 있다. 식으로 나타내면 다음과 같다.
부력 공식을 유도하는 방법은 다음과 같다. Figure 1을 토대로 먼저 수중에 떠 있는 물체의 아래쪽에 작용하는 압력을 으로 나타내고, 물체의 위쪽으로 작용하는 압력은 으로 나타낼 수 있다. 그리고 물체의 아래쪽으로 작용하는 알짜 수압을 기호로 나타내면 이다. 힘은 이고, 따라서 부력 F는 이다. 이때 물체의 부피V는 이다. 그려면 부력 F는 이다. 부력 공식을 유도할 때 수평 방향의 힘을 고려하지 않는데 그 이유는 좌우 방향으로는 유체의 압력의 크기가 같아 합력이 0으로 상쇄되기 때문이다.
부력의 종류는 중력()과 부력()의 크기 관계에 따라 양성부력, 중성부력, 음성부력 세 가지로 나눌 수 있다. 먼저 양성부력( < 일 때)은 물체에 작용하는 부력이 중력을 초과하는 경우, 어떤 물체의 무게가 유체 속에서 차지하는 물체 부피에 해당하는 유체의 무게보다 가벼워 물체가 유체 위에 뜰 때의 부력을 말한다.

참고자료

· 김순갑 외 4, (2012), 선박항해 용어사전, 다솜출판사
· 신근섭, (2002), Basic 고교생을 위한 물리 용어사전, 신원문화사
· 토목관련용어편찬위원회, (1997), 토목용어사전, 도서출판 탐구원
· 이강원, 손호웅, (2016), 지형 공간정보체계 용어사전, 구미서관
· 한국해양학회, (2005), 해양과학용어사전, 아카데미서적
· 유수연, (2019), 음의 복원력을 가진 선박의 거동에 관한 실험 연구, 국내석사학위논문 목포해양대학교 대학원
· 안병구, (2008), 잠수함 그 하고 싶은 이야기들, 집문당
· 2024년 3학년 1학기 단위조작 이론 및 실험1 실험노트