[유체 내의 압력분포] 유체에 작용하는 힘

움직이는 유체에는 크게 {압력에 의한 힘, 중력, 점성 응력} 3가지의 힘을 생각할 수 있다.

이 3가지 힘 중 2가지는 앞 글 (점성, 압력과 압력구배 )에서 식을 구하였고, 중력은 다음과 같이 구할 수 있다. 위의 식을 적분 하여 단위 부피에 작용하는 중력을 아래 식으로 구할 수 있다.

 

최종적으로, 단위 유체에 작용하는 이 3가지 힘은 다음 식으로 나타낼 수 있고, 이 단위 유체에 작용하는 힘은 뉴턴 제 2법칙에 의해 ρ(단위 체적당 질량= 밀도)와 이 단위 유체의 가속도 a의 곱으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

일반적인 유체에 대한 식

 

이때, 만일 유체가 정지상태에 있거나 일정속도로 흐른다면 정수력학적 분포라고 하며, 이때 a=0, 점성응력= 0 이므로 위 식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.