정수압측정(예비보고서)

소개글

수리학 실험 정수압측정 예비보고서입니다.
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목차

1.실험목적
2.실험장치
3.실험이론
4.실험절차
5.참고문헌

본문내용

1. 실험목적
물 속에 완전히 잠겨 있거나 부분적으로 잠겨 있는 물체의 평면에 작용하는 압력의 작용점을
결정하고 그 위치를 이론적인 결과와 비교한다.

2. 실험장치
Hydraulics Bench 및 정수압측정장치

정수압 측정장치의 개략도

3. 이론
*정수압
물의 무게에 의한 압력, 흐름에 의한 압력, 즉 동압(動壓)에 대응하는 말이다. 물속의 한 점에는 전후․좌우․상하의 모든 방향에서 같은 세기의 힘이 미치게 된다. 그 크기는 물의 깊이에 의해 정해지며, 대기압을 생각하지 않을 때 깊이가 10cm 증가할 때마다 10g중의 비율로 늘어나, 수심 10m인 곳에서는 1kg 중(약 1atm)의 힘을 받게 된다. 따라서, 수심 1만 m의 해저라면 약 1,000atm, 즉 1㎢당 1만 t의 수압을 받게 된다.
또한 물의 일부에 압력이 가해지면 파스칼의 원리에 의해 그와 같은 크기의 압력이 각 부분에 가해진다. 즉, 물을 밀폐한 그릇에 넣어 한쪽에서 밀면 각 부분에 같은 힘이 작용한다. 이 경우 단위면적에 작용하는 힘은 같으므로, 압력을 가하는 부분의 면적을 작게 하면 큰 힘을 면적이 큰 다른 부분에 가할 수 있다. 수압기는 이 원리를 이용한 것 이다.

*정지유체 속에 잠긴 물체면에 작용하는 힘
유체 속에 잠겨져 있는 물체의 면에 작용하는 유체의 힘을 계산하는 일은 댐, 수문, 물탱크, 조선 등의 설계에서 대단히 중요하다. 여기서 물체의 면에 작용하는 힘을 정확히 알려면 힘의 3요소인 힘의 크기, 방향, 작용점을 모두 알아야 한다.
유체 속에 잠겨져 있는 물체의 면 중에서 유체에 의한 힘을 계산하는데 있어서 가장 단순한 모양은 역시 수평면이며, 그 밖에 수직면, 경사진 면 그리고 곡면 등을 들 수 있다. 이상의 여러 가지 경우에 대하여 각 면에 작용하는 유체압력의 크기와 방향 그리고 작용점을 구해보도록 한다.

(1) 수평면에 작용하는 힘
아래 그림과 같이 비중량γ인 액체 속에 면적 A인 평면이 수평으로 놓여 있을 때 단위 면적에 작용하는 압력은 P=γh로써 균일하고, 따라서 전압력의 크기는 F=γhA로서 평면의 중심을 지나 수직의 아랫방향으로 작용한다. 그림에서 압력 p=γh의 벡터로 이루어지는 부분을 압력 프리즘이라 하고, 이 압력 프리즘의 무게는 전압력의 크기와 같으며, 전압력 F는 반드시 이 압력 프리즘의 도심을 지난다. 또 전압력의 작용점을 압력중심이라 한다.

참고 자료

수리학 ; 심명필, 동화기술, 2008
수리실험의 기초원리와 방법 ; 지정환, 동화서적, 1998.
서상호,배신철,유상신(공역) 유체역학 화중당 1994