단일구의 침강속도 예비

소개글

"단일구의 침강속도 예비"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
1) 중력
2) 부력
3) 항력
4) 단일 구 침강에 대한 Force Balance
5) 종말속도
6) 항력계수와 종말속도와의 관계
7) 층류 & 난류
8) 레이놀즈수 (Re)
9) 레이놀즈수 & 항력계수
10) Stokes 법칙
11) 종말속도와 구의 직경의 관계

3. 실험 기기 및 시약
① 실험기기
② 실험시약

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
- 정지 유체에 단일 구를 침강시킬 때 발생하는 힘들의 개념과 알짜 힘에 대한 Force Balance를 세워본다. 항력계수와 레이놀즈수에 대해 정의하고 여러 조건 하에서의 다양한 경험식 특히 Stokes 법칙을 이용하여 둘 사이의 관계에 대해 알아본다. 종말속도의 개념을 이해하고 종말속도, 항력계수, 레이놀즈수, 단일 구의 직경 사이의 여러 관계를 도출해낸다. 실험을 통해 얻은 종말 속도 값을 이용하여 관계식을 통해 항력계수 값을 구하고 이론적으로 구한 항력계수 값과 비교해본다.

2. 바탕 이론
• 중력
- 지구가 물체를 지표방향으로 잡아당기는 힘을 말한다. 중력은 질량을 가지고 있는 모든 물체 사이에 서로 끌어당기는 힘인 만유인력과 지구의 자전에 의해 발생하는 원심력을 합한 힘이다. 만유인력은 끌어당기려는 힘, 원심력은 벗어나려는 힘이므로 중력의 크기는 아래와 같이 표현할 수 있다.

[중력] = [만유인력] - [원심력] ([]는 힘의 절댓값 즉, 크기만을 나타낸다.)

원심력에 의해 중력이 달라지기 때문에 같은 지구에서도 원심력이 상대적으로 더 작은 극 지방의 중력이 적도지방의 중력보다 더 크다.
중력은 다음과 같이 식으로 표현할 수 있다.

<중 략>

• 부력
- 물체가 유체 안에 잠겨있거나 떠있을 때 물체가 유체로부터 받는 유체의 압력의 힘 즉, 수직력을 의미한다. 다르게 말하면 물체가 유체 안에 들어가면서 밀쳐진 유체의 무게, 유체에 잠긴 물체의 부피에 해당하는 유체의 무게를 의미한다. 부력은 중력의 방향과 반대방향으로 작용한다. 부력을 식으로 나타내면 아래와 같다.

참고 자료

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물질안전보건공단 – MSDS
2019년 3학년 1학기 단위조작 실험노트