Toolyard

유체: 학습 가이드

핵심 개념

유체 역학은 정지해 있거나 움직이는 액체와 기체를 다룬다. 압력은 깊이에 따라 커지고, 물체는 유체를 밀어내어 뜨며, 흐르는 유체는 압력과 속력을 맞바꾼다.

  • 깊이 h에서의 압력은 p = p₀ + ρgh이다. 모든 방향으로 똑같이 작용하며 깊이에 의존하고 용기의 모양에는 의존하지 않는다.
  • 부력은 밀어낸 유체의 무게와 같으며 F_b = ρVg이다. 물체의 평균 밀도가 유체보다 작으면 뜬다.
  • 비압축성 유체에서는 유량이 일정하므로 A₁v₁ = A₂v₂이고 좁은 부분에서 유체가 빨라진다.
  • 베르누이 방정식에 따르면 유선을 따라 속력이 큰 곳에서 압력이 작다(매끄럽고 마찰 없는 흐름).

핵심 식

  • p = p₀ + ρgh
  • F_b = ρVg
  • A₁v₁ = A₂v₂
  • p + ½ρv² + ρgh = constant
  • F₁ ÷ A₁ = F₂ ÷ A₂
  • Re = ρvD ÷ μ

풀이 예제

지름 4.0 cm인 관에서 물이 1.0 m/s로 흐르고 관은 2.0 cm로 좁아진다. 넓이의 비는 (4 ÷ 2)² = 4이므로 v₂ = 4 × 1.0 = 4.0 m/s. 수평 관에서의 압력 강하는 ½ρ(v₂² − v₁²) = ½ × 1000 × (16 − 1) = 7500 Pa이다.

자주 하는 실수

  • 연속 방정식에서 넓이의 비 대신 지름의 비를 쓰는 것.
  • 게이지 압력(대기압 이상)과 절대 압력을 섞는 것.
  • 부력이 물체 자체의 무게에 달려 있다고 생각하는 것. 부력은 밀어낸 유체의 부피에 달려 있다.

연습

이 주제의 연습 문제로 실력을 확인해 보세요: 유체

이 가이드에서 쓰는 도구

유체 흐름과 베르누이 원리 시뮬레이터레이놀즈 수 계산기배관 유동 계산기

다른 가이드

스넬의 법칙, 굴절과 전반사원자 오비탈 쉽게 이해하기: s, p, d, f겔 전기영동의 원리와 DNA 겔 읽는 법달의 위상, 조석, 일식과 월식 쉽게 이해하기이항 분포, 종 모양 곡선과 골턴 보드직렬 회로와 병렬 회로 쉽게 이해하기완충 용액의 원리: 헨더슨-하셀바흐 식과 완충 용량체세포 분열과 감수 분열: 단계, 교차, 비분리온실 효과의 원리푸리에 급수 쉽게 이해하기: 사인파로 파동 만들기베르누이 원리 해설: 연속 방정식, 벤투리관, 관 마찰전자기 유도의 원리: 패러데이 법칙, 렌츠 법칙, 발전기와 변압기크로마토그래피의 원리: Rf 값, 칼럼, 분리능비어-람베르트 법칙 해설: 흡광도, 분광 광도계, 검량선단백질 합성의 원리: 전사, 번역, 돌연변이광합성과 제한 요인: 빛, 이산화탄소, 온도포식자와 피식자의 주기: 로트카–볼테라 방정식SIR·SEIR 감염병 모형: R₀, 집단 면역, 유행 곡선 평평하게 하기별의 일생과 헤르츠스프룽–러셀 도표결정 격자, 단위 세포와 X선 회절세포 구조와 세포 소기관: 학습 가이드막과 수송: 학습 가이드세포와 물질 이동: 학습 가이드호흡과 광합성: 학습 가이드세포 주기와 감수분열: 학습 가이드유전자 발현과 단백질 합성: 학습 가이드진화와 자연선택: 학습 가이드생태학과 에너지 흐름: 학습 가이드인체 생리학: 학습 가이드신경과 근육: 학습 가이드식물 생물학: 학습 가이드면역과 역학: 학습 가이드효소와 단백질: 학습 가이드생명공학과 분자생물학 기법: 학습 가이드미생물 성장과 계수: 학습 가이드원자 구조와 빛: 학습 가이드반응 속도론: 학습 가이드화학 평형: 학습 가이드자유 에너지와 자발성: 학습 가이드확률과 분포: 학습 가이드궤도와 별빛: 학습 가이드지진, 판, 연대 측정: 학습 가이드명명법: 학습 가이드작용기: 학습 가이드구조와 결합: 학습 가이드탄화수소: 알케인·알켄·알카인: 학습 가이드알코올, 페놀, 에터: 학습 가이드알데하이드와 케톤: 학습 가이드카복실산과 그 유도체: 학습 가이드아민: 학습 가이드방향족 화합물: 학습 가이드입체화학: 학습 가이드치환, 제거, 탄소 양이온: 학습 가이드물리적 성질과 산성도: 학습 가이드NMR과 IR 분광법: 학습 가이드실험 기법: 학습 가이드운동학: 학습 가이드전자기 유도: 학습 가이드현대 물리학: 학습 가이드포물선 운동: 학습 가이드일, 에너지, 일률: 학습 가이드운동량과 충돌: 학습 가이드원운동과 중력: 학습 가이드진동: 학습 가이드파동과 소리: 학습 가이드광학: 학습 가이드정전기학: 학습 가이드자기학: 학습 가이드