[생활 속의 물리] 생활 속의 물리 여행(녹차잎이 든 차를 숟가락으로 휘저으면 어떻게 될까?)

소개글

생활속에서 재미있는 물리 법칙입니다.
녹차잎이 든 차를 숟가락으로 휘저으면 어떻게 될까...
신기하게도 가운데로 모이죠...
그리고 더욱더 재미있는 현상이 담겨있어요..

목차

1. 회전하는 유체입자의 자유물체도
2. 유선의 법선방향에 대한 F=ma 적용
결 론
맥주컵 속의 술 취한 땅콩..(전제:땅콩은 물보다 밀도가 높다)

본문내용

유선에 직각방향 n의 성분을 고려하여, 이 방향에 대해 Newton의 제 2법칙을 적용하면 식(1) 이고, 여기서 은 입자에 작용하는 모든 힘의 n방향 성분의 합을 나타낸다. 유선의 국소 곡률반경을 R라 하고, 법선방향 가속도가 an=V2/R 인 정상유동을 가정한다. 이 가속도는 입자가 곡선궤적을 따라 움직일 때 입자 속도의 방향이 변함에 따라 발생한다. 입자에 주로 영향이 미치는 힘들을 압력과 중력에 의한 힘들만 있다고 가정한다면, 중량(중력의 힘)의 법선방향성분 δWn = zero 이다. 즉, 유선에 직각방향 가속도에 기여하는 입자의 중량성분은 없다.

입자 중심에서 압력을 p라 하면, 입자의 윗면과 아랫면의 압력은 p+δpn과 p-δpn 이며, 여기서 δpn = (δpn/δn)(δn/2)이다. 따라서,δFpn을 압력에 의해 입자에 작용하는 법선방향의 힘이라고 하면.....

결 론
컵에 담겨있는 액체를 저었을 때 유체는 회전을 하고, 이로 인하여 회전중심으로 반경에 따라 압력이 변한 다는 것을 위의 계산식과 그림을 통해 알 수 있었다. 그러므로 컵에 담긴 액체를 젓고 회전하는 유체위에 녹차잎을 띄웠을 때 녹차잎이 회전 중심을 축으로 회전하면서 생기는 유체의 법선 방향에 대한 상대적 압력차에의해 압력이 큰(회전 중심부터 더 먼) 쪽에서 압력이 낮은 쪽(회전 중심)으로 힘이 발생하여 녹차잎은 중심으로 모여지게 된다.

참고 자료

없음