속의 압력, : 관의 직경, : 허용 인장 응력)
▶ 부체와 안정
≫ 부력
① 정의 : 부력 ( : 수중 부분의 물체의 체적)
② 흘수 : 부체의 최심부까지의 수심
③ 물체의 무게와 부력의 관계
( : 물체의 공기 중 무게, : 물체의 수중 무게)
≫ 부체의 안정
부체의 안정 조건
- 안정 : 안정 조건은 경심 M이 무게 중심 G 보다 위에 있을 때이다.
- 불안정 : 경심 M이 무게 중심 G보다 아래에 올 때이다.
- 안정 :
▶상대 정지의 문제
≫ 수평 가속도를 받는 액체
-
- 수면 경사각
≫ 연직 가속도를 받는 액체
- 연직 상향의 가속도를 받는 수압
▶ 물 속에 완전히 잠겨있는 경우
합력의 작용점은 임의의 축에 대한 합력의 모멘트가 같은 축에 대한 분포력의 모멘트와 동일하게 되는 위치에 있어야 한다. O점에 대한 전모멘트는 다음과 같다.
위 식에서 는 2차모멘트 이므로 전모멘트는 다음 식과 같이 된다.
따라서,
이고, 평행축 정리로부터 이다.
여기서, 는 도심축 gg에 관한 관성의 단면상승적이다.
여기서, q는 balance arm에서 수면까지의 거리를 말한다.
이며, X=r/2이므로 z=2r/3가 된다.
따라서 압력의 작용점 는 다음 식과 같게 된다.
▶ 물 속에 부분적으로 잠겨있는 경우
부분적으로 물에 잠겨있을 때 즉, 부분잠수시의 어떤 물체의 면에 작용하는 압력의 작용점과 그 크기를 결정한다.
4. 실험절차
① 수리실험대 위에 실험장비를 올려놓는다. (수평 조절대를 사용하여 수평을 조절한다.)
② 드레인밸브를 연결한다.
③ 빈 통 상태에서 조절추를 조절하여 암이 수평이 되도록 한다.
④ 드레인 밸브를 잠그고, 사분원 용기의 바닥에 도달할 때까지 물을 넣는다.
⑤ 분동을 실험무게에 맞게 올려놓고 천천히 물을 넣어 암이 수평이 되도록 한다.
물의 수위가 높아졌을 경우 드레인밸브를 서서히 열어 수평을 맞춘다.
⑥ 사분원 용기의 수위와 분동의 무게를 기록한다.
⑦ 분동을 증가시키고, 물을 서서히 넣어서 암이 수평이 되도록 하고 기록한다.
⑧ ⑦같이 계속하여 사분원 용기의 물의 수직높이의 변화에 따른 분동의 무게를 측정해서 모멘트 M과 수평선 사이에서 자유수면까지의 수직높이 h의 관계곡선을 그리고, 이론값과 비교한다.
5. 참고문헌
네이버 백과사전
http://ehlab.re.kr
「기초수리실험법」, 운용남 저, 청문각, pp. 50~53
「수리실험」, 김운중 저, 조선대학교 출판부