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과학으로 만드는 배

과학으로 만드는 배

: 쉽게 풀어 쓴 물과 배, 그리고 유체역학 이야기

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품목정보

품목정보
발행일 2005년 09월 15일
쪽수, 무게, 크기 264쪽 | 580g | 153*224*20mm
ISBN13 9788978891233
ISBN10 8978891233

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저자 소개 관련자료 보이기/감추기

저자 : 유병용
1975년 서울 출생.
서울대학교 조선해양공학과 졸업. 같은 대학원 석사 및 박사 과정.
해군사관학교 기계조선공학과 교수요원(OCS 96차 조함장교).
현재 ‘대우조선해양’ 조선소 현장에서 근무 중.
(e-mail : pappilon@hanmail.net)

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좀 더 끔찍한 예를 들어볼까? 우주여행을 하다가 실수로 아무 보호 장비 없이 우주선 밖으로 나가면 어떻게 될까. 물론 우주에는 공기가 없으니까 숨이 막혀 죽겠지만, 그 전에 우리 몸은 폭발해버릴 것이다. 앞에서 성인 한 명이 대략 고릴라 일곱 마리 정도를 짊어지고 사는 셈이라고 했는데, 이것은 뒤집어 말하면 사람의 신체 구조는 고릴라 일곱 마리 정도의 힘을 견딜 수 있는 내압을 지니고 있다는 뜻과 같다. 그런데 이 정도의 내압이 있는 사람이 진공 상태인 우주에 떨어진다면, 거꾸로 고릴라 일곱 마리가 사람의 핏줄을 뚫고 나오는 경험을 하게 될 것이다. 이 정도면 압력이라는 존재가 너무 무서운가? ― 본문 43쪽 '압력 이해하기 2 : 행운의 동전 던지기' 중에서

사람이 땅을 딛고 앞으로 나아갈 수 있는 이유는 뉴턴의 제3법칙인 '작용 반작용의 법칙'에서 찾을 수 있다. 사람의 발이 땅을 F로 밀어주면(작용) 땅은 뉴턴의 제3법칙에 따라서 사람을 F로 밀어주기(반작용) 때문에 이 반작용에 의해서 사람은 가속도를 받고 앞으로 나아갈 수 있는 것이다.
배도 마찬가지다. 다리 역할을 해주는 무언가가 물을 힘 F로 밀었을 때(작용) 물이 배를 F로 다시 밀어줌으로써(반작용) 배는 가속도 a가 생기고(F=ma, 뉴턴의 제2법칙인 '가속도의 법칙') 앞으로 나아가게 된다. 배에서는 사람의 다리 역할을 하는 것이 프로펠러이고, 이 프로펠러가 내는 힘인 추력이 물을 밀어주면(작용) 다시 물이 배를 밀어주어(반작용) 배를 앞으로 나아가게 해준다.
― 본문 113쪽 '미는 힘, 막는 힘' 중에서

그러나 굳이 날개를 달지 않고도 양력을 이용해서 배를 위로 띄울 수도 있다. 활주정은 날개를 배 바닥에 추가로 다는 대신 배 바닥을 유체동역학적으로 설계해서 고속 항주시에 바닥이 날개 역할을 하도록 만든 배이다. 조그맣고 빠른 경주정 등을 살펴보면, 배가 속도를 낼 때 앞부분부터 선체가 점점 뜨는 것을 볼 수 있다. 이러한 활주정은 처음에는 부력만으로 뜨지만 속도가 올라가면 배 바닥이 날개 역할을 함으로써 양력이 발생하고, 이로 인해 배가 물 위로 더 많이 떠오르면 물에 닿아 생기는 저항이 줄어든다.
― 본문 205쪽 '날개로 나는 배 : 수중익선, 활주정' 중에서
--- 본문 중에서

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