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공학 문제해결/유체역학

【유체역학】 모세관 현상의 원리 + 높이 구하는 방법(공식)

요즘 방학이라 토익학원을 다니고 있어요. 2달 스파르타로 숙성으로 배우는거라 정말 하루하루 진도가 빠르네요. 그리고 저는 수능 이후로 영어를 손을 땠었기 때문에 정말 따라가기만해도 벅찬거 같아요. 하루에 공부하는 양이 숙제로 정해져 있는데 그거만 다 풀고 단어정리까지하고 마저 공부하려면 하루에 4시간 이상은 필요한거 같아요. 수능 이후로 영어공부좀 할 걸.... 후회가 막심하답니다^^ 매일 해야할 분량에 제가 모르는 단어를 정리하면 A4로 한페이지가 나온다는... 하루하루 지날 때마다 단어 50개가 추가되고 학원에서 나눠주는 단어까지해서 하루에 100개 이상을 외워야되네요. 대학 4학년에 막바지에 이렇게 취업준비하다가 진짜 지쳐버릴 수도 있을거 같다는걸 요새 느끼고 있어요. 이전에는 기사시험치랴 전공시험치랴... 정말 바빴네요. 그래도 바쁜게 정말 좋은거 같아요. 항상 내일의 할 일이 있고 모레의 할일이 있다면 정말 행복하게 미래를 준비할 수 있는거 같아요. 그래도 오늘 하루도 더 힘내서 열심히 해보려고 합니다!! 그래서 준비한 오늘의 기계공학 전공 지식 포스팅은 '모세관 높이 구하는 공식'입니다.



모세관 현상이란,

모세관이라고 다들 아시죠? 모세관 현상이란, 모세관을 액체 속에 넣었을 때, 관 속의 액체 표면이 관 밖의 액체의 표면보다 높아지거나 낮아지는 현상입니다. 줄여서 모관현상이라고도 불립니다. 아래의 좌측 그림처럼, 물이 얇은 모세관을 따라 올라가는 현상을 보고 모세관 현상이라고 합니다. 이때, 유리관이 얇을 수록 더 높이 올라가는 걸 그림으로도 확인할 수 있습니다. 그리고 아래에 소개해드리는 공식에서도 유리관의 직경이 작아지면 높이가 커진다는 것을 수식으로도 확인할 수 있습니다.





그리고 중요한 포인트! 모세관 현상이라고 전부다 관을 따라 올라가는 것은 아닙니다. 아래의 우측 그림처럼, 수은의 경우에는 모세관 현상으로 관 아래로 낮아지는 현상을 볼 수 있습니다. 이는 수은은 유리관을 적시지 않기때문이라고 합니다.



모세관 현상의 높이 구하는 공식입니다.


위에서 말씀드렸던 것처럼, 모세관 현상은 액체가 유리관을 타고 올라가게 됩니다. 이때의 높이를 구하고자 할 때 사용하는 공식입니다. 일반적으로 일반기계기사 or 기계공학 전공에서 유체역학에서 많이 나오는 모세관 현상 문제풀이에 적용되는 공식입니다. 저는 일반기계기사를 공부할 때 공식을 한번에 외워서 사용했습니다.





각각의 기호에 대한 설명은 우측에 나타낸 것을 참고해주시면 됩니다.



취업준비하느라 고생도 하고 못하면 어떻게하지라는 고민도 많을텐데 (물론 제 얘기...ㅎ) 오늘 하루도 힘내셔서 좋은 결실을 맺으시길 바랍니다~^^