| 제목 | 답변완료 [유체역학-5강] 표면력 | ||
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| 질문유형 | 강좌내용 | 교수님 | 권준표 |
| 과목 | 유체역학 | 강좌명 | |
| 작성자 | 민*우 (m*******3) | 등록일 | 2022-08-06 00:33 |
| 첨부파일 | |||
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#유체역학 #표면장력 #표면력
안녕하세요.
유체역학 5강 강의 6분 20초 , 표면장력 공식을 유도하는 과정에서 첨부한 사진처럼 물이 채워진 그릇에 파란색 화살표로 표면력이 작용한다고 하셨는데, 표면력을 처음 들어봐서 질문드립니다.
1. 인터넷에 검색해보니 표면력이란 `유체덩이와 주변과 분리되는 경계면을 가로질러 힘이 작용하는 것 `이라고 설명이 나오는데 이대로 이해하면 될까요?
2. 교수님의 역학강의는 고체역학 한방에 끝내기만 들었습니다. 표면력에 대해 다른 강의에서 설명하셨는데 혹시 제가 놓친 것일까요? 표면력이란 개념이 어디서 처음 등장하는지 궁금합니다.
감사합니다.
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표면장력(Surface Tension)이란
물질과 물질의 경계면에서 발생하는 힘인데요.
예를 들어 공기/물 경계면이 있다고 가정해보겠습니다.
물은 물끼리
공기는 공기끼리
뭉치려고 하는 게
모든 물질의 속성입니다. (끼리끼리)
때문에 물은 물끼리 최대한 모이려고 할 것이고,
이를 다르게 표현하면
외부 표면의 넓이를 최소화하기 위해서 최대한 뭉치려고 할 겁니다.
우주에서 물방울이 둥둥 떠다닐 때
원형 모양으로 물방울이 생기는 이유입니다.
(구형태가 단위 질량 당 표면적을 최소화할 수 있는 형태이기 때문입니다.)
공기/물 경계면에서
이처럼 물은 물끼리 서로 최대한 당기면서
공기와 닿는 면적을 최소화하려고 할 텐데
이 과정에서 물 분자끼리 서로 끌어당기는 힘이 발생합니다.
우리는 물/공기 경계면에서
이처럼 물분자끼리 서로 끌어당기는 힘을 상쇄하는 또 다른 힘을
표면장력이라고 부릅니다.
사진에서 나온 문제의 경우
반원통관안에 당긴 물이 갖는 표면장력을 계산하는 것인데
물과 공기가
반원통관 끝에서 서로 만나기 때문에
이 표면적의 tangential 방향으로
표면장력이 작용하는 겁니다.
기계과에서는 아주 중요하게 다뤄지는 부분은 아니지만
제조공정이 점차 미소화되고
바이오 등의 내용이 점차 중요해지면서
점점 중요해지는 개념이 되고 있습니다.
표면장력은 유체역학 또는 1학년 때 배우는 화학과 같은 과목에서 소개될 겁니다.
고체역학에서는 나오지 않는 개념입니다.
열심히 공부하세요!
- 2022-08-07
- 2024-12-12 수정
