유체역학 실험 - 부력의 작용하는 형태의 부체들을 부체 안정 실험 장치를 사용하여 다양한 높이에서의 중력중심에 대하여 분석 및 계산

소개글

유체역학 실험 - 부력의 작용하는 형태의 부체들을 부체 안정 실험 장치를 사용하여 다양한 높이에서의 중력중심에 대하여 분석 및 계산에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 관련 자료조사
(1) GM
(2) CM

3. 실험 방법

4. 실험 결과

5. 결론 및 고찰

본문내용

59.3
y4=285
2.58
44.31
20.71
65.02
y5=345
2.50
52.74
20.06
72.8
이고 이므로, 따라서 를 먼저 구한다.
에서 = 56mm이므로
A값은 항상 일정하다.
CG = - 흘수 = - 37 (mm)
GM=* (mm)
CM = CG + GM (mm)
※ 이론적계산 (θ=0)
θ=0일 때 GM=0이다. 따라서 CM=CG이고 =41.25mm이다.
BM(mm)
h(흘수)(mm)
A(mm)
CM(mm)
18.5
37
41.25
4.25
5. 결론 및 고찰
이번 실험은 대체적으로 선박에 관한 것이었다. M과 G의 변화에 따라서 선박이 기울어지고 흔들리기 때문에 선박을 설계하고 제작할 당시에 고려해야되는 기본적인 것들을 알 수 있었다. 실험 장치는 모형배의 중심을 변경할 때에 모형 배의 안정상태가 어떻게 변하는지를 실험하면서 이론값과의 실험값을 비교하는 것이었다.
본 실험에서는 무게추가 올라감에 따라서 무게중심 또한 위로 올라가 모형 배가 쉽게 흔들리는 모습을 볼 수 있었다. 수치가 정확하게 표현되지 않고 실이 계속 흔들렸기 때문에 정확한 값을 찾기가 쉽지 않았다. 그리고 작은 움직임에도 큰 진동이 생기기 때문에 더더욱 확실한 값을 알기 어려웠다. 오차의 원인으로는 모형배가 무슨 이유에선지는 모르겠으나 멈춰 있을 때에 각도가 정확히 0˚를 띄지 않았다. 그러므로 값이 달라지고, GM값에 오차가 발생했을 것이라고 예측할 수 있다. 또한 관측에서 육안으로 측정하였기 때문에 오차가 발생하였다. 따라서 육안으로 측정할 때 많이 흔들렸으므로 정확한 측정기기가 있었다면 더 좋은 실험 결과를 얻을 수 있을 것이라고 생각할 수 있다.
이번 실험을 종합해 본다면 배가 수면위에서 모멘트의 중심이 무게중심보다 위에 있다면 물체는 복원력을 가지지 않기 때문에 배는 회전을 하지 않고 안정한 상태에 있게 된다. 이 점은 중요한 것인데 그 이유는 배를 설계할 당시에 배의 화물을 포함한 모든 배의 질량중심이 어디에 있게 되는지, 모멘트 중심의 어디에 있게 되는지를 신경써야 한다는 것이다. 화물을 많이 싣기 위해서 배의 길이에 비해 갑판의 넓이를 크게 할 수도 있다. 그렇게 되면 모멘트 중심이 좀 더 높은 곳에 위치하게 되어 회전 복원력에 대해서 더욱 더 안정적이게 된다. 하지만 배의 바닥이 넓으면 저항이 크기 때문에 폭을 일정하게 조절하는데 배의 앞쪽 모양이 유선형을 띄는 이유도 여기서 설명이 가능하다

키워드

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