최신 기초전자물��학씄험1 (기물1) 8장 예비 보고서

1. 실험목표
1) 유체압력을 정의할 수 있다.
2) 유체의 깊이에 따른 압력을 실험으로 제시할 수 있다.
3) 파스칼법칙을 실험으로 보여줄 수 있다.
4) 토리첼리법칙을 실험으로 보여줄 수 있다.
5) 아르키메데스 원리를 실험으로 보여 줄 수 있다.
6) 아르키메데스 원리를 응용하여 물체의 밀도를 측정할 수 있다.
7) 아르키메데스 원리를 응용하여 얼음의 밀도를 측정할 수 있다.

2. 실험 배경
• 유체의 압력(Pressure)
한 유체의 압력 P는 단위 면적당 힘의 크기로 정의한다.
(A:힘이 작용하는 수직방향의 면적)
스칼라량, SI단위는 =Pa(파스칼)

• 유체의 깊이에 따른 유체만의 압력
유체의 표변으로부터 깊이 h인 곳의 유체만의 압력 는 표면에 비하여 gh만큼 크다.
▹ (:유체의 밀도, g:중력가속도 크기, h: 유체의 깊이)
▹지구 중력이 없으면 유체만의 압력은 0이다.
▹지구 표면대기의 평균압력은 1.013×Pa이다.

• 파스칼 법칙(Pascal`s Law)
갇혀 있는 유체에 작용하는 압력은 유체 내의 모든 곳에 똑같이 전달된다. 수압 프레스에서 한 쪽 피스
톤(단면적 , 누르는 힘 크기 )의 압력은 다른 피스톤(단면적 , 누르는 힘 크기 )의 압력왿�
같딄.

양 피스톤의 단면적 비 를 1보다 큰 값으로 선택하여 힘의 비 를 1보다 크게 할
수 있다. 즉 배력기(force multiplier)를 구현할 수 있다. 이것이 파스칼의 원리를 이용한 수압프레스이다.

• 토리첼리 법칙(Torricelli`s Law) : 유체의 표면으로부터 깊이 h인 곳의 구멍에서의 유체 토출속력은 높
이 h에서 떨어지는 물체의 속력과 같딄.
유체의 깊이에 따른 압력관계식을 토리첼리법칙 식에 대입하면 토출속력 v를 압력 P로 나타낼 수 있
다.

즉, 토출속력은 압력의 제곱근에 비례한다. 유체를 전송하는 유체 관에서 단위시간당 전송유량(fluid current)는 유체속력에 비례하므로 fluid current는 유압의 제곱근에 비례한다.