[유체 역학] 분류에 의해 작용하는 힘

1. 유체가 평판에 부딪혔을 때 작용하는 힘 유체의 속도가 변한다는 것은 유체가 힘을 받았기 때문이다.

따라서 유체의 속도가 변하게 되면 역으로 이 때 유체 가해진 힘을 구할 수 있다. 유체의 속도와 힘과의 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

위 식에서 유체의 속도가 변했을 때 가해진 힘은 유체의 질량과 유체의 변화된 속도의 차이의 곱으로 구할 수 있다. 위 그림에서 수평방향으로 V1의 속도로 이동하던 유체가 수직인 벽에 부딪혀 위쪽, 수직 방향으로 1/2 만큼 V2의 속도로 이동하고 아래 쪽 수직방향으로 1/2 만큼 V3의 속도로 떨어지는 경우에 유체에 작용하는 힘을 구해 보자.

이를 구해 보기 위해서는 우선 유체에 작용하는 운동량의 변화를 알아 본다. 먼저 수평 방향 x축 방향의 운동량 변화량은 처음에는 운동량이 mV1이었다가 나중에는 운동량이 "0"이 된다.

수직 방향의 운동량 변화량은 처음에는 운동량이 "0"이었다가 나중에는 1/2 mV2 - 1/2 mV3가 된다. 이는 중...