3주차 : 정수역학(1)
수공학 연구실
3.1 물의 요소에 작용하는 외력과 응력(stress)의 정의
• 응력(stress) : 단위면적당 작용하는 힘.
• 수직 응력 :
• 전단 응력 :
그림 3.1 미소면적 ΔA에 작용하는 표면력
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3.2 정수압
◈ 정지유체내의 한 점에서의 압력은 모든 방향에서 동일하다.
그림 3.2 정지수 내의 삼각 프리즘에 작용하는 수압
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• X 방향
( )
• Z 방향
※ 정지수내 임의의 한 점에 작용하는 정수압의 크기는 모든 방향에서 동일 (Pascal 정리)
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3.3 정수압의 변화
그림 3.4 수평방향 및 연직방향의 압력의 변화
• 힘의 평형 :
정수압의 식
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3.3.1 수평방향의 압력변화
※ 가정 :
1) x 방향의 압력변화
에서 는 미소하지만 0이 아니다.
2) y 방향의 압력변화
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3.3.2 연직방향의 압력변화
또는
• 식 ➀을 적분하면
, 는 일정, 에서 도 일정) (C : 적분상수)
➀
g g
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• 경계조건 : Z=0 에서 (대기압) 이므로
∴
• 수심 h에서의 압력
절대압력 대기압 계기압력
∴ : 계기압력 (대기압을 기준으로)
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3.4 절대 압력과 계기 압력
3.4.1 절대 압력과 계기 압력의 측정
▪ 절대압력 : 완전진공상태를 기준으로 했을 때의 압력 = 대기압 + 계기압력
▪ 계기압력 : 대기압을 기준으로 측정한 압력
그림 3.5 대기압, 계기압력 및 절대압력의 관계
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3.4.2 대기압의 측정
• 수주
• 수은주
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• 에 의해
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3.5 액주계
-압력과 액주가 정지평형을 이루는 것을 이용
-밀폐된 용기나 관내의 압력차 또는 두단면간의 압력차를 측정하는 압력계
