베르누이의 원리는 흐르는 유체의 속도와 압력에 관한 원리입니다. 어디서 들으신 것인지 모르겠지만, 고등학교에 가면 배우실 거에요(간단하게) 대학에 가시면 더욱 본격적으로 배우시겠지만, 조금이나마 알아보죠.
우선 유체에 대하여 알아봅시다. 유체란 말 그대로 흐르는 상태를 갖는 물질을 말합니다. 고체는 아닐것이고... 액체나 기체가 움직이는 것을 유체라고 합니다. 유체가 어떤 속도로 움직인다고 합시다. 유체가 빠르게 움직이면 움직일수록 그곳의 압력은 낮아집니다.
그럼 위에서 말한대로 이것을 비행기 날개에 응용해 봅시다. 비행기 날개를 옆에서 보면 위쪽은 둥글게 되어있고 아래쪽은 평평하게 되어있는 것을 보실거에요. 그럼 비행기가 달리게 되면 비행기 날개 위 아래로 공기의 흐름(유체)이 발생하게 되죠.
그런데 날개 아래쪽보다 위쪽이 더 둥그스름하니까 공기가 아래보다 더 빨리 움직이게 됩니다. (직선보다는 타원이 길이가 더 길겠죠?) 그럼 아래쪽 보다 위쪽의 공기가 더 빠르게 움직이므로 날개 위쪽의 압력이 아래보다 더 낮아지게 됩니다. 공기라는 것이 압력이 높은곳에서 낮은곳으로 힘을 주게 되므로, 아래공기가 위쪽으로 이동하게 됩니다. 이 공기가 비행기 날개를 위로 들어올리게 되는 것이죠. 이 힘을 양력이라고 합니다.
베르누이 원리는 유체의 속력에 따라 압력이 달라지는 현상입니다.
베르누이 원리를 사용한 대표적인 예로 비행기가 있습니다.
특히, 비행기의 날개 단면도를 보시면 밑면은 평평, 윗부분은 곡선의 형태를 띄고 있습니다.
▲밑면이 평평 하고, 윗부분이 둥근형태의 날개 단면
여기서 알 수 있듯이 바람이 불 때 바람의 빠르기는 위쪽이 빠를까요? 아랫쪽이 빠를까요? 윗쪽입니다.
같은 양의 공기가 날개를 사이에 두고 지나갈때 그 공기는 처음에 같이 쪼개지고 다시 같이 만나야 합니다.
그러나 윗부분이 둥글기 때문에 윗쪽의 공기는 아랫쪽의 공기보다 더 빨리 움직여야 합니다.
즉 바람이 윗부분에서 아랫쪽보다 빠르게 흘러갑니다.
베르누이 원리는 유체의 속력이 빠를 수록 압력은 낮아지며, 느릴 수록 압력이 높아지는 원리입니다.
따라서 비행기는 기압이 높은곳->낮은곳으로 힘을 받으니 위로 떠오르겠죠?
만일 비행기를 뒤집으면? 위로 떠오르기는 커녕 땅으로 꼬꾸라 지겠죠?
그 원리를 이용한 것이 자동차 입니다, 자동자에 날개는 없지만 차체만의 공기 역학을 따져보면 비행기를 뒤집은 형태가 됩니다. 따라서 빨리 달릴 수록 땅에 더 밀착 되어 안정감을 높여주지요.
창덕궁의 형태가 어떠한지 자세히는 알지 못하나, 건물에 베르누이 원리가 어떤 식으로 사용되는지 궁금하네요.
여기까지 답변입니다.
이런 그림 많이 보셨을겁니다^^
비행기의 날개가 공기를 뚫고 진행하면 공기는 날개 위아래로 저렇게 지나가겠죠.
그런데 저렇게 생긴 단면 때문에 날개 윗면쪽으로 지나가는 공기가 더 빨리 흘러야
아래쪽으로 지나가는 공기와 동시에 뒤에 도착할수 있게 됩니다...
따라서 위쪽의 공기 흐름이 더 빨라지게 되겠죠...
그런데 흐름이 빠르면? 운동에너지가 증가한 겁니다.
여기서 위치에너지는 같으니 베르누이의 원리에 의해 운동에너지가 증가하면
압력에너지가 감소하고, 따라서 날개 위쪽의 압력이 감소하겠죠?
그래서 상대적으로 높은 아래쪽의 압력이 날개를 위로 밀어 올리게 되고,
이 힘이 바로 양력입니다^^
* 기압은 공기의 압력입니다. 쉽게 고기압지역에는 공기가 많고(밀도가높고)
저기압에는 반대라고 생각하세요.
* 공기는 고기압에서 저기압으로 붑니다. (바람)그럼으로서 균형이 맞춰지는 것이지요.
* 밀폐되지 않은 공간 안이 진공 상태일때는 바깥의 압력으로 인해 가까이 있는 공기나 물이
공간 안으로 꾸역꾸역 들어옵이다.
제가 4학년때 배운 프린트물을 살펴보니,, 빨대 분무기가 있네요.
여기에서 님이 빨대를 불면 신기하게도 비커 안에 있던 물이 분무되지요?
여기서 님이 부는 빨대를 1번, 물에 담궈져 있는 빨대를 2번 빨대,
그 빨대가 꺾인 부분을 *이라고 합니다. 여기에 아까 그 기초지식을 대입합니다.
님이 1번 빨대를 세게 불면 1번 빨대 안의 공기가 종이쪽으로 움직입니다.
그러면 1번 빨대 안과 빨대가 꺾인 *부분 앞은 순간적으로 저기압이 됩니다.
그러면 주위의 고기압인 곳에서 그쪽으로 공기가 이동합니다.
그 과정에서 아래쪽의 2번 빨대의 공기도 올라오면서 그 빈 공간에 물이 들어오고
물이 *부분 까지 가면 님이 부는 바람에 의해 옆으로 뿌려지죠.
이런 원리입니다.
베르누이 원리의 예시를 하나 더 들면 지하철이 지나갈때 플랫폼에 넥타이를 맨 사람이 서있는 것을
베르누이의 원리
베르누이의 원리란? : 유체의 속력이 증가하면 압력은 낮아진다.
그 예로는
비행기의 날개,분무기 등이 그 예라고 볼 수 있죠.
비행기의 날개는 위쪽은 곡선으로, 아래쪽은 직선으로 된 형태기 때문에
비행기의 날개 끝에서 두 공기가 같이 만나려면 날개 위쪽의 공기가 빨라야 하겠죠?
이때 '유체의 속력이 증가하면 압력은 낮아진다.'는 베르누이의 원리를 생각해보면
위쪽의 압력이 낮아짐을 알수 있을것 입니다.
그래서 비행기가 뜰 수 있는것이죠.
분무기도 마찬가지로, 우리가 누르는 거 있죠?
그곳을 누르면 공기가 갑자기 휙~ 하고 지나가니 관 속의 공기가 빨라지게 되요.
이떄도 마찬가지로 '유체의 속력이 증가하면 압력은 낮아진다.'는 원리를 생각해보면,
위쪽의 압력이 낮아진다는것을 알수 있겠죠?
그래서 아래 있는 물이 위로 딸려 올라오는 것 이랍니다.
베르누이의 원리는 흐르는 유체의 속도와 압력에 관한 원리입니다.
어디서 들으신 것인지 모르겠지만, 고등학교에 가면 배우실 거에요(간단하게)
대학에 가시면 더욱 본격적으로 배우시겠지만, 조금이나마 알아보죠.
우선 유체에 대하여 알아봅시다.
유체란 말 그대로 흐르는 상태를 갖는 물질을 말합니다.
고체는 아닐것이고... 액체나 기체가 움직이는 것을 유체라고 합니다.
유체가 어떤 속도로 움직인다고 합시다.
유체가 빠르게 움직이면 움직일수록 그곳의 압력은 낮아집니다.
그럼 위에서 말한대로 이것을 비행기 날개에 응용해 봅시다.
비행기 날개를 옆에서 보면 위쪽은 둥글게 되어있고 아래쪽은 평평하게 되어있는 것을 보실거에요.
그럼 비행기가 달리게 되면 비행기 날개 위 아래로 공기의 흐름(유체)이 발생하게 되죠.
그런데 날개 아래쪽보다 위쪽이 더 둥그스름하니까 공기가 아래보다 더 빨리 움직이게 됩니다.
(직선보다는 타원이 길이가 더 길겠죠?)
그럼 아래쪽 보다 위쪽의 공기가 더 빠르게 움직이므로 날개 위쪽의 압력이 아래보다 더 낮아지게 됩니다.
공기라는 것이 압력이 높은곳에서 낮은곳으로 힘을 주게 되므로, 아래공기가 위쪽으로 이동하게 됩니다.
이 공기가 비행기 날개를 위로 들어올리게 되는 것이죠.
이 힘을 양력이라고 합니다.
베르누이 원리는 유체의 속력에 따라 압력이 달라지는 현상입니다.
베르누이 원리를 사용한 대표적인 예로 비행기가 있습니다.
특히, 비행기의 날개 단면도를 보시면 밑면은 평평, 윗부분은 곡선의 형태를 띄고 있습니다.
▲밑면이 평평 하고, 윗부분이 둥근형태의 날개 단면
여기서 알 수 있듯이 바람이 불 때 바람의 빠르기는 위쪽이 빠를까요? 아랫쪽이 빠를까요? 윗쪽입니다.
같은 양의 공기가 날개를 사이에 두고 지나갈때 그 공기는 처음에 같이 쪼개지고 다시 같이 만나야 합니다.
그러나 윗부분이 둥글기 때문에 윗쪽의 공기는 아랫쪽의 공기보다 더 빨리 움직여야 합니다.
즉 바람이 윗부분에서 아랫쪽보다 빠르게 흘러갑니다.
베르누이 원리는 유체의 속력이 빠를 수록 압력은 낮아지며, 느릴 수록 압력이 높아지는 원리입니다.
따라서 비행기는 기압이 높은곳->낮은곳으로 힘을 받으니 위로 떠오르겠죠?
만일 비행기를 뒤집으면? 위로 떠오르기는 커녕 땅으로 꼬꾸라 지겠죠?
그 원리를 이용한 것이 자동차 입니다, 자동자에 날개는 없지만 차체만의 공기 역학을 따져보면 비행기를 뒤집은 형태가 됩니다. 따라서 빨리 달릴 수록 땅에 더 밀착 되어 안정감을 높여주지요.
창덕궁의 형태가 어떠한지 자세히는 알지 못하나, 건물에 베르누이 원리가 어떤 식으로 사용되는지 궁금하네요.
여기까지 답변입니다.
이런 그림 많이 보셨을겁니다^^
비행기의 날개가 공기를 뚫고 진행하면 공기는 날개 위아래로 저렇게 지나가겠죠.
그런데 저렇게 생긴 단면 때문에 날개 윗면쪽으로 지나가는 공기가 더 빨리 흘러야
아래쪽으로 지나가는 공기와 동시에 뒤에 도착할수 있게 됩니다...
따라서 위쪽의 공기 흐름이 더 빨라지게 되겠죠...
그런데 흐름이 빠르면? 운동에너지가 증가한 겁니다.
여기서 위치에너지는 같으니 베르누이의 원리에 의해 운동에너지가 증가하면
압력에너지가 감소하고, 따라서 날개 위쪽의 압력이 감소하겠죠?
그래서 상대적으로 높은 아래쪽의 압력이 날개를 위로 밀어 올리게 되고,
이 힘이 바로 양력입니다^^
* 기압은 공기의 압력입니다. 쉽게 고기압지역에는 공기가 많고(밀도가높고)
저기압에는 반대라고 생각하세요.
* 공기는 고기압에서 저기압으로 붑니다. (바람)그럼으로서 균형이 맞춰지는 것이지요.
* 밀폐되지 않은 공간 안이 진공 상태일때는 바깥의 압력으로 인해 가까이 있는 공기나 물이
공간 안으로 꾸역꾸역 들어옵이다.
제가 4학년때 배운 프린트물을 살펴보니,, 빨대 분무기가 있네요.
여기에서 님이 빨대를 불면 신기하게도 비커 안에 있던 물이 분무되지요?
여기서 님이 부는 빨대를 1번, 물에 담궈져 있는 빨대를 2번 빨대,
그 빨대가 꺾인 부분을 *이라고 합니다. 여기에 아까 그 기초지식을 대입합니다.
님이 1번 빨대를 세게 불면 1번 빨대 안의 공기가 종이쪽으로 움직입니다.
그러면 1번 빨대 안과 빨대가 꺾인 *부분 앞은 순간적으로 저기압이 됩니다.
그러면 주위의 고기압인 곳에서 그쪽으로 공기가 이동합니다.
그 과정에서 아래쪽의 2번 빨대의 공기도 올라오면서 그 빈 공간에 물이 들어오고
물이 *부분 까지 가면 님이 부는 바람에 의해 옆으로 뿌려지죠.
이런 원리입니다.
베르누이 원리의 예시를 하나 더 들면 지하철이 지나갈때 플랫폼에 넥타이를 맨 사람이 서있는 것을
본적이 있습니까? (옛날에 스펀지에서 '너 그거 아니?'할때 그 영상에도 있었는데)
그때 넥타이는 지하철쪽으로 펄럭입니다. 생각해보면 지하철이 들어오면서 공기를 밀어내므로
반대쪽으로 펄럭일것 같은데 말이죠.
여기에도 베르누이 원리가 숨어있습니다.
지하철이 빠른 속도로 지나가면 거기에 있던 공기가 밀려나면서 크게 요동(?)칩니다.
그 과정에서 그 곳이 저기압이 되고, 플랫폼은 고기압이므로 지하철 쪽으로 바람이 붑니다.
그래서 넥타이가 지하철 쪽으로 움직이죠
re: 비행기가 뜨는 원리
sunsun318 2008.09.12 22:41
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비행기는
1. 양력 :
2. 추력
3. 항력
4. 중력에 의해 납니다.
중력은 지구가 비행기를 끌어당기는 힘입니다. 비행기 엔진이 작동하지않으면
비행기는 추락하죠 중력이 없으면 공기는 우주로 다 흩어지게 됩니다.
또 중력이 있어서 붙어사는 거죠
항력은 공기의 저항입니다. 공기라고 얕보면 안됩니다.
시속 900킬로미터 이상으로 가는 비행기에서는 공기저항이 꽤 샙니다.
빛도 진공상태가 아니면 초속 299857(하고 소수점)속도를 못냅니다.
특히 공기의 저항때문에 비행기의 속도가 줄어드는 역할을 하고
착륙할 때 시간과 연료를 아낄 수 있습니다.
추력은 말그대로 추진력입니다. 비행기의 엔진이 여기에 속하죠
추력이 있으면 쉽게 양력이 더 많이 발생합니다. 또 추력이 가장 중요한 역할은
방향조절과 움직이게 가능하는 것 입니다.
양력은 비행기에서는 가장 중요한 원리입니다.
양력은 베르누이의 원리때문에 발생합니다.
비행기는 윗부분이 둥글죠?
그래서 공기는 아랫부분보다 윗부분이 더 빨리 지나갑니다.
여기서 기압이 나옵니다.
기압이란 공기의 압력을 말합니다.
이것은 사진자료입니다.
베르누이의 원리는 같은 유체가 흐를 때 압력에너지+위치에너지+유체의 운동에너지의 합이
어느 지점에서나 일정하다는 것입니다 보통 휘어지거나 지름이 달라진 파이프에 적용되죠^^
이런 그림 많이 보셨을겁니다 비행기의 날개입니다.
비행기의 날개가 공기를 뚫고 진행하면 공기는 날개 위아래로 저렇게 지나가겠죠.
그런데 저렇게 생긴 단면 때문에 날개 윗면쪽으로 지나가는 공기가 더 빨리 흘러야
아래쪽으로 지나가는 공기와 동시에 뒤에 도착할수 있게 됩니다.
따라서 위쪽의 공기 흐름이 더 빨라지게 되겠죠.
그런데 흐름이 빠르면 운동에너지가 증가한 겁니다.
여기서 위치에너지는 같으니 베르누이의 원리에 의해 운동에너지가 증가하면
압력에너지가 감소하고, 따라서 날개 위쪽의 압력이 감소하겠죠?
그래서 상대적으로 높은 아래쪽의 압력이 날개를 위로 밀어 올리게 되고,
이 힘이 바로 양력입니다^^
이게 이해가 안되실것 같아서 정리했습니다.
비행기 날개윗부분은 아랫부분보다 깁니다.
그리고 이때 베르누이의 원리가 나오죠
베르누이의 원리는 압력과 위치에너지(미끄럼틀탈때 준비하는 위치에 있을때)운동에너지(미끄럼틀을 내려올때)가 어느곳이나 같다는 것입니다.
그래서 윗부분이나 아랫부분 공기가 끝부분까지 가는 시간은 같아요
그런데 윗부분이 더기니까
윗부분이 더빨라야합니다.
공기가 빨리지나가서 그주위의 공기가 사라지니까
기압이 낮아집니다.
즉 저기압이 됩니다.
반대로 밑은 속도가 느려서
고기압이됩니다.
그래서 밑에있는 공기가
저기압의 빈 공기를 채워주기 위해 위로올라갑니다.
공기는 고기압에서 저기압으로 움직이기 때문입니다.