아르키메데스의 부력의 법칙
아르키메데스의 부력의 법칙
아르키메데스의 부력의 법칙은 공학에서 가장 중요한 물리적 원리 중 하나이며 유체 역학 연구의 기초이다. 유체에 부분적으로 또는 완전히 잠긴 물체가 물체에 의해 치환된 유체의 무게와 동일한 상향력을 경험한다는 이 법칙은 기원전 3세기에 그리스의 수학자이자 과학자인 시라쿠사의 아르키메데스에 의해 처음으로 가정되었다.
원리의 역사
아리스토텔레스와 같은 초기 사상가들이 부력의 개념을 논의했지만 아르키메데스는 부력의 원리를 처음으로 공식화한 것으로 알려져 있다. 전설에 따르면, 아르키메데스는 목욕을 하는 동안 이 발견을 했다고 합니다. 탕에 발을 들여놓은 후에 그는 수위가 높아지는 것을 알아차렸고, 갑자기 변위된 물의 부피가 자신의 몸의 부피와 같아야 한다는 것을 깨달았다. 그는 이 발견에 매우 흥분하여 벌거벗은 채 시라쿠사의 거리를 뛰어다니며 "유레카!"라고 외쳤다고 한다!"
아르키메데스는 이 주제에 대한 논문을 썼고, 그의 연구는 유체 역학 연구의 중요한 부분이 되었다. 1790년, 프랑스의 물리학자이자 수학자인 피에르시몽 라플라스는 아르키메데스의 원리로 알려진 원리에 대한 수학적 설명을 제공했다.
원리의 설명
아르키메데스의 원리는 유체 속에 잠긴 물체가 그 물체에 의해 치환된 유체의 무게와 같은 상승력을 경험한다고 말한다. 이 힘은 부력이라고 알려져 있다. 부력의 크기는 변위된 유체의 무게에 정비례한다.
간단히 말해서, 이것은 물체에 의해 치환된 유체의 무게가 클수록 물체에 작용하는 부력이 커진다는 것을 의미한다. 이것은 부력이 물체의 무게와 같거나 더 크기 때문에 액체에 잠긴 물체가 뜨는 이유를 설명한다.
원리의 적용
아르키메데스의 원리는 다양한 공학적 응용에 사용된다. 선박 및 기타 해양 선박의 설계뿐만 아니라 항공기 및 기타 항공기의 설계에도 사용된다. 그것은 또한 해양의 힘을 견딜 수 있어야 하는 해상 석유 굴착기의 설계에도 사용된다.
이 원리는 또한 물체의 밀도를 계산하는 데 사용되는데, 이것은 많은 공학적 계산에 중요하다. 공기와 물 속의 물체의 무게를 측정함으로써, 공기 속의 무게를 물 속의 무게로 나누어 물체의 밀도를 계산할 수 있다.
이 원리는 공기와 물과 같은 유체의 행동에 대한 연구인 유체 역학 연구에도 사용된다. 유체의 행동을 이해함으로써, 엔지니어들은 더 나은 배, 항공기, 그리고 다른 기계들을 설계할 수 있다.
결론
아르키메데스의 부력 원리는 공학에서 가장 중요한 물리적 원리 중 하나이다. 그것은 유체에 잠긴 물체가 물체에 의해 치환된 유체의 무게와 같은 상승력을 경험할 것이라고 말한다. 이 힘은 부력으로 알려져 있으며, 그 크기는 치환된 유체의 무게에 정비례한다. 이 원리는 선박과 항공기의 설계, 물체의 밀도 계산과 같은 다양한 공학적 응용에 사용된다. 그것은 또한 유체 역학 연구의 중요한 부분이다.