힘에 영향을 미치는 요인 :
* 유량 : 이것은 단위 시간당 우물을 통해 얼마나 많은 유체가 움직이고 있는지 알려줍니다.
* 유체 밀도 : 유체의 밀도 (예 :물, 오일)는 단위 부피당 질량을 결정하여 힘을 계산하는 데 중요합니다.
* 유속 : 유체의 운동량을 결정하려면 유체가 얼마나 빨리 움직이는 지 아는 것이 필요합니다.
* 우물의 단면적 : 우물 개구부의 크기는 가해지는 힘에 영향을 미칩니다.
* 대상의 속성 : 우물에서 물체의 크기, 모양 및 표면 특성은 모두 유체가 어떻게 상호 작용하는지에 영향을 미칩니다.
* 마찰과 저항 : 유체와 우물 벽과 물체 자체 사이의 마찰은 가해지는 힘에 영향을 미칩니다.
계산 :
힘을 계산하는 일반적인 접근법은 다음과 같습니다. 그러나 이것은 모든 복잡성을 설명하지 않는 단순화 된 모델입니다.
1. 질량 유량 계산 :
* 유량 (단위 시간당 부피)에 유체 밀도를 곱하십시오. 이것은 단위 시간당 유체가 흐르는 질량을 제공합니다.
2. 운동량 변화를 계산합니다 :
* 유체가 일정한 속도로 흐르면 운동량 변화 (질량 시간 속도)는 0입니다.
* 유체가 가속 또는 감소하는 경우 특정 시간 간격에 대한 속도 변화를 계산하고 질량 유량에 곱하십시오.
3. 뉴턴의 제 2 법칙을 적용하십시오 :
* 힘은 운동량 변화율과 같습니다. 따라서 물체에 가해지는 힘은 2 단계에서 계산 된 운동량 변화와 같습니다.
예 (단순화) :
0.1 평방 미터의 단면 면적이 우물을 상상해보십시오. 초당 1 입방 미터의 속도로 흐르는 물로 가득 차 있다고 상상해보십시오. 수 밀도는 약 1000kg/m³입니다.
1. 질량 유량 : 1 m³/s * 1000 kg/m³ =1000 kg/s
2. 운동량 변화 : 물이 일정한 속도로 흐르고 있다고 가정하십시오. 따라서 운동량 변화는 0입니다.
3. 힘 : 운동량 변화는 0이기 때문에 물 흐름으로 인해 우물의 모든 물체에 가해지는 힘도 0입니다.
중요한 메모 :
*이 예제는 단순화 된 시나리오입니다. 실제로, 유체 속도와 방향이 항상 균일하지는 않으며 다양한 마찰 손실이 있습니다.
*보다 복잡한 상황의 경우 유체 역학 방정식을 사용하고 우물, 물체 및 유체 흐름과 관련된 특정 경계 조건을 고려해야합니다.
우물에있는 물체에 가해지는 힘을 정확하게 계산하려면 필요합니다 :
* 유량, 유체 밀도 및 속도의 정확한 측정.
* 우물과 물체의 기하학에 대한 자세한 정보.
* 특수 소프트웨어 또는 계산이 필요할 수있는 유체 역학에 대한 이해.
