유체역학 (43) – 동력 (Thrust)

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유체역학

4. 동력 (Thrust)

4.1) 동력의 정의

동력은 유체 흐름을 이용하여 생성되는 추진력으로, 주로 항공기, 선박, 자동차 등에서 발생합니다.

4.1.1) 동력의 생성 원리

  • 동력은 유체의 운동량 변화에 의해 생성됩니다.
  • 엔진이나 추진기에 의해 유체가 가속되어 뒤로 배출될 때 추진력이 발생합니다.

4.1.2) 동력 계산

동력은 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

\( Thrust = \dot{m} \Delta v \)

  • \( \dot{m} \): 질량 유량
  • Δv: 속도 변화

예제 문제 및 풀이

예제 1

문제: 제트 엔진이 초당 0.5kg의 공기를 흡입하여 400m/s의 속도로 배출할 때 발생하는 동력을 계산하시오.

풀이:

\( Thrust = \dot{m} \Delta v \)

\( Thrust = 0.5 \times 400 \)

\( Thrust = 200 \, \text{N} \)

따라서 제트 엔진에 의해 발생하는 동력은 200N입니다.

예제 2

문제: 로켓이 초당 10kg의 연료를 연소하여 3000m/s의 속도로 배출할 때 발생하는 동력을 계산하시오.

풀이:

\( Thrust = \dot{m} \Delta v \)

\( Thrust = 10 \times 3000 \)

\( Thrust = 30000 \, \text{N} \)

따라서 로켓에 의해 발생하는 동력은 30,000N입니다.


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