권*표 교수님

1) x평면에 대한 x방향의 shear stress

2) y 평면에 대한 x방향의 shear stress  

3) z평면에 대한 x방향의 shear stress

라고 왼쪽 방향을 가지는 것이 아니고,

 

우리가 미소체적에 발생하는 힘에 대해서 평형방정식을 세울 때

암묵적으로 약속을 한 것은

x일 때의 힘은 왼쪽,

x+dx일 때의 힘은 오른쪽으로

설정했기 때문에 위와 같이 방향이 설정이 된 것입니다.

 

만약에 이러한 답변으로 인해 추가로 궁금하실 수도 있는데요.

압력의 경우,

x일 때는 오른쪽

x+dx일 때는 왼쪽인데

왜 viscosity 관련 힘의 방향은 압력에 관한 힘의 방향과 반대인가?

라는 질문입니다.

 

원래 텐서로 응력 또는 힘을 표시할 때는

viscosity에서 했던 것처럼

x일 때, x평면에서 x방향으로 "나가는" 힘을 기준으로 하고

x+dx일 때도, x평면에서 x방향으로 "나가는" 힘을 기준으로 하는 것이 원칙이나

 

Pressure의 경우

미소체적을 압축하는 방향으로 힘이 발생하는 상황이

워낙 자연스러운 상황이라

반대의 힘의 방향이 나온 것입니다.

 

조금 헷갈리실 수 있으나

뒤에 Navier-Stokes 방정식에서 다시 나오기 때문에

자연스럽게 이해하시다가 뒤에서 보다 자세히 공부하셔도 좋을 것 같습니다.

 

좋은 질문이었다고 생각합니다.

많은 친구들이 초기에 이러한 문제로 많이 헷갈려 하는데

이번 기회에 방향 설정 및 각 항에 대한 의미를 다시 한번 되새겨볼 수 있으셨으면 좋겠습니다.

감사합니다.

• 2020-07-22
• 2024-12-12 수정