유체와 압력

유체와 압력


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흔히 물질의력 상태를 고체, 액체, 기체 3가지로 분류한다. 이 때, 액체와 기체를 유체라고 한다. 유체라는 한자어를 직역하면 ‘흐르는 것’이고 제 모양을 가지고 있지 않은 상태라고 생각하면 되겠다. 초등학생 때 배웠던 말로 설명하면 모양이 일정하지 않고 담는 그릇에 따라 모양 바뀌는 게 유체이다. 유체의 압력 이란? 유체가 단위면적당 작용하는 힘을 압력이라고 한다. $F$를 힘, $A$를 힘이 작용하는 면적, $P$를 압력이라고 하자.그러면 $$ P=\dfrac{F}{A} [N/m^2] $$ 어떤 유체가 면적 $A$에 힘을 가하고 있다고 하자. 그 때, 면적 $A$가 넓어지면 그 유체가 가하는 총 힘도 커지게 된다. 면적에 닿는 물(혹은 산소) 분자가 많아진다고 생각하면 이해가 쉬울 것이다. 그러면 유체와 닿은 면적이 넓을수록 총 힘도 커지니 비례관계에 있다고 말할 수 있다. $$ F \propto A $$ 비례 상수를 써서 나타내면 $$ F=CA $$ 이 때 힘과 면적의 비례상수 $C$를 바로 압력이라고 한다. $$ P=\dfrac{F}{A} $$ 압력의 특징은 바로 유체와 맞닿은 모든 물체의 표면에 수직으로 작용한다는 것이다. 압력 앞에서 모든 것이 평등하다고 보면 된다.

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