종단속도(종말속도)측정

소개글

종단속도측정 실험 예비&결과레포트 입니다.

목차

1.실험목적
2.실험이론
3.실험도구
4.실험장치
5.실험방법
6.결과및 고찰

본문내용

1.실험목적

⑴ 중력하에서 구체가 유체중에서 침강할 때에 일어나는 현상을 이해한다.
⑵ 항력계수(Drag Coefficient)와 Reynolds Number와의 관계를 알아본다.

2.실험이론
*종단속도란?
저항력을 발생시키는 유체 속에서 운동하는 물체가 다다를 수 있는 최종 속도.
진공 속을 움직여나가는 경우와는 달리 물체가 물이나 공기 같은 유체 속을 통과할 때는 움직이는 방향의 반대편으로 저항력을 받게 된다. 미시적 관점에서 생각해 본다면 유체 속의 물체는 이동 도중 무수히 많은 물 혹은 공기 입자들과 부딪히게 된다. 이러한 입자들 간의 충돌이 물체에 저항력을 생성하는 원인이 된다고 유추해 볼 수 있다. 하지만 입자들의 충돌에 의한 저항력은 근본적으로는 전자기력, 핵력과 같은 힘들에 의해 유도되는 힘이므로 우주의 4가지 기본 힘에 속하지는 않는다. 일반적으로 저항력은 물체의 속력이 느릴 때 속도에 비례하는 값을 갖고, 물체의 속력이 빠를 때는 속도의 제곱에 비례하는 값을 갖는다. 여기서 중요한 점은 물체의 이동 속도가 빨라질수록 저항력 또한 지속적으로 커지게 된다는 사실이다. 일정한 중력 하에서 자유 낙하하는 물체를 떠올려 보자. 아래로 작용하는 중력으로 인해 물체의 속도는 아래 방향을 향해서 증가할 것이고 이에 비례해 중력과 반대쪽 방향으로 향하는 저항력도 커지게 된다. 일정 시간이 지나면 속도가 점점 더 빨라져 저항력의 크기와 중력의 크기가 같아지는 순간이 오게 된다. 이 시점에서 물체에 가해지는 힘의 합이 0이 되고 이후 물체는 더 이상 빠르기가 증가하지 않고 등속도를 유지한 채 지면을 향해 낙하하게 된다. 이 때 물체가 다다른 최종 속도를 종단 속도라고 한다.

낙하하는 단일구를 control volume으로 잡아 Total force balance식을 세워 종말 속도식을 유도한다.

참고 자료

없음