[자연과학][이동현상실험] 종말속도측정[Measurement of Terminal Velocity]

Measurement of Terminal Velocity ◎ 목적 중력장에서 단일구의 Force balance를 통하여 낙하하는 현상을 이해하고 종말 속도 식을 유도한다. 유도한 종말 속도 식을 이용하여 Reynold number와 Drag Coefficient의 관계를 이해하고, Reynold number에 따른 Drag Coefficient의 의존성을 도식화한 후 이론식의 결과와 비교하여 실험 오차의 원인을 알아본다. ◎ 이론 ⑴ 항력(Drag, Drag Force, Fd) : 흐름방향에서 유체가 고체표면에 미치는 힘 ⑵ 항력계수(Drag Coefficient) : 유체의 밀도와 속도와의 곱에 대한 (단위 투영면적당 항력)의 비로써 정의한다. 항력계수는 Reynolds Number와 입자의 형태의 함수이다. where, : 항력(Drag) : 투영 면적 (Projection Area) 주어진 형태가 구일 경우, 다음과 같은 경우에 따라 항력계수가 변화 ① Reynolds Number가 낮을 때 항력계수는 Stokes` Law에 비교적 잘 일치한다. () 점동류(Creeping Flow) : 점도가 작은 기체나 액체 중에서 움직이는 먼지나 안개같은 작은 입자나, 점도가 아주 큰 액체중에서 움직이는 큰 입자의 운동과 같이, 벽 전단이 점성력에만 의존하여 생기는 흐름을 의미한다. ② Reynolds Number가 1000이상 일 때, 실험적으로, 가 된다. ⑶ 중력장에서의 유체를 통과하는 한 입자의 운동 ① 일때, (Stokes` Law Range) ② 일 때, ◎ 실험장치 Sphere Scale `Equipment of Terminal Velocity` ◎ 실험기구 및 시약 ① 밑면이 막힌 두개의 긴 투명 관, 직경 약 14cm ② Stop Watch …
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