양력의 발생원리에 대하여 설명하시오

목차

1. 양력이란
2. 베르누이의 원리
3. 에어포일 주위 유동
4. 받음각과 에어포일
5. 뉴턴의 운동 법칙
6. 양력에 대한 잘못된 설명

본문내용

1. 양력이란
양력이란, 유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘이다. 이 힘은 높은 압력에서 낮은 압력 쪽으로 생기며, 유체에 닿은 물체를 밀어 내리려고 하는 힘에 대한 반작용이다. 비행기의 날개가 이 힘을 이용하여 비행기를 하늘에 띄운다. 그 반대의 힘으로는 중력이 작용하며, 항공기에서 양력이 중력의 힘보다 클 때 비행기가 뜨게되는 원리이다. 비행기에 작용하는 외력 중 비행원리에서 가장 기본적으로 필요로하는 힘이며, 양력이 존재함으로써 비행기가 하늘에 뜨고 비행을 하게된다.
양력이란 에어포일(airfoil)의 형태에서 잘 나타난다.
비행기나 프로펠러 등에 사용되는 날개의 모양을 에어포일이라 한다.
에어포일이 유체 속에서 운동 할 때 그 주위에는 4가지 힘 추력, 항력, 양력, 중력이 작용한다.
실제로 비행기가 움직이면, 정지해 있는 대기 속을 비행기가 지나가다 상대속도의 개념을 적용하여, 비행기 주위로 공기가 흐르는 것으로 간주하고 양력 발생의 원리를 이해하는 것이 용이하다. 공력(aerodynamics force)을 계산하고 그 특성을 파악할 때도 비행기 주위의 공기흐름 영역에 물리적 보존법칙을 근거로 한 수학적 지배방정식을 풀거나 비행체의 모델에 바람을 불어 주는 풍동 장치를 통해 실험을 수행하여 구한다.
양력과 항력을 포함한 유동특성인 압력, 속도, 밀도, 온도 등을 변수로 포함하는 수학적 지배방정식은 질량보존의 법칙을 근거로 한 연속 방정식(continuity equation), 뉴턴의 제2법칙인 운동량 방정식(momentum equation) 열역학 제1법칙인 에너지 방정식 그리고 이상기체로 간주한 상태 방정식 으로 구성된 매우 복잡한 편미분 방정식을 풀어야 한다. 그러나 양력 발생 원리는 베르누이 원리와 뉴턴의 법칙 으로 설명이 가능하다.
1738년 스위스 물리학자 다니엘 베르누이(1700~1782)는 압력을 유체의 속도와 관련짓는 수학적 표현을 유도하였다.

참고 자료

없음