베르누이의 정리

다니엘 베르누이는 유체가 가진 에너지의 총량이 일정하다는 것을 수식으로 정리했습니다. 유체동역학에서 베르누이 방정식은 유체의 속도와 압력, 위치 에너지 사이의 관계를 나타낸 식입니다.

 

1738년 다니엘 베르누이는그의 저서 <유체역학>을 발표했습니다. 베르누이 방정식은 흐르는 유체에 대해서 유선streamline상에서 모든 형태의 에너지의 합은 언제나 일정하다는 점을 설명하고 있습니다.

 

유체가 가지는 에너지의 총량은 흐르른 속도+압력으로 표시됩니다. 강폭이 넓은 곳은 강물의 흐름이 완만하고 강폭이 좁은 곳에서는 흐름이 빨라집니다.

 

강폭이 넓은 곳이나 좁은 곳이나 단위 시간당 흘러가는 물의 양은 같아야 하기 때문입니다. 마찬가지로 흐름의 속도가 빠른 곳에서는 압력이 낮아져야 하고, 속도가 느린 곳에서는 압력이 높아져야 합니다.

 

이것이 '베르누이의 정리'입니다. 이는 액체뿐만 아니라 바람이나 흐르는 물체 모두 적용됩니다. 사람들은 강풍이나 회오리바람, 태풍 속의 대기압이 증가할 것이라고 생각하기가 쉽습니다. 그러나 실제는 그 반대 현상이 일어납니다.

 

흐름이 빠를수록 압력은 낮아집니다. 이 원리를 이용한 것이 비행기의 양력입니다. 비행기의 날개 구조를 보면 위쪽은 활 모양으로 휘어져 있고 아래쪽은 평면으로 되어 있습니다. 즉 윗면의 넓이가 더 넓습니다.

 

비행기의 위면이나 아래 면이나 흐르는 공기의 양은 동일합니다. 그렇다면 날개 윗면, 더 넓은 면적을 통과해야 하는 공기의 속도는 아래 면을 흐르는 속도보다 빨라집니다.

 

베르누이의 정리에 의하면 공기의 속도가 더 빨라지면 압력은 낮아져야 합니다. 이것이 비행기를 뜨게 하는 원리입니다.

 

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