| 유체역학 Fluid Mechanics | ||
| {{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height:2em; word-break:keep-all" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin:-6px -1px -11px" | <colbgcolor=#0D98BA><colcolor=#fff> 유체와 힘 | <colbgcolor=#fff,#1f2023>유체 · 뉴턴 유체 · 비뉴턴 유체(멱법칙 유체 · 오스트발트-드 웰 관계식 · 허쉘-버클리 유체 · 리-아이링 이론) · 압력 · 부력 (아르키메데스의 원리) · 항력 (수직항력 · 스토크스 법칙) · 응력(응용) · 양력 · 표면장력 · 상 · 밀도 · 기체 법칙 (이상 기체 법칙) · 달랑베르의 역설 |
| 유체동역학 | 유동 (압축성 · 탄성 · 점성/점성계수) · 난류 및 층류 · 레이놀즈 수송 정리 (체적 검사) | |
| 무차원수 | 마하 수 · 레이놀즈 수 · 프란틀 수 · 레일리 수 · 그라스호프 수 · 슈미트 수 · 네버러 수 · 프루드 수 | |
| 방정식 | 나비에-스토크스 방정식 · 연속 방정식 · 오일러 방정식 · 구성 방정식 · 베르누이 방정식 · 파스칼의 원리 · 브라운 운동 방정식 · 하겐-푸아죄유 법칙 · 글래드스톤-데일 방정식 | |
| 응용 및 현상 | 날씨 · 모세관 현상 · 마그누스 효과 · 케이 효과 · 카르만 효과 · 사이펀의 원리 · 대류 현상 · 슬립 스트림 · 최대동압점 · 스탈링 방정식 · 벤추리 효과 · 레인-엠든 방정식 · 엠든-찬드라세카르 방정식 · 라이덴프로스트 효과 | |
| 유체역학 연구 | 전산유체역학(CFD) · 풍동 실험 · 차원분석 | }}}}}}}}} |
垂直抗力 / normal force[1]
어떤 물체들의 접촉면에서 작용하는 힘 중, 서로에게 수직으로 작용하는 힘. 기호로는 [math( N )]을 주로 쓴다. 실재하는 힘이라기보다는 분석할 때, 조건에 맞으면 적당히 붙이는 이름이다.[2]
물체가 충분히 단단하며 비탄성적이지 않다면(= 부서지거나 달라붙지 않는다면) 접촉했을 때, 다른 물체를 밀어낼 것이다. 이는 자신의 형태를 유지하는 힘 때문이라고 할 수 있으며 일반적으로 물체는 전자기력으로 입자들을 붙들어매고 있기 때문에 수직항력의 근원은 전자기력이라고 볼 수 있다.[3]
보통은 책상위에 있는 물체가 중력을 받고있을 때, 책상이 자신의 형태를 유지하기 위해 물체를 떠받치는 힘 정도로 보지만 상황에 따라서는 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어 360도 회전하는 롤러코스터의 정상에서는 레일이 열차를 아래방향으로 밀어내기 때문에 수직항력은 아래방향으로 작용한다.[4]
흔히 무중력 상태를 판가름하는 척도로 쓰인다. 중력이 없다면, 책상위에 놓인 물체가 책상을 누르지 않으므로, 중력과 힘의 평형관계인 수직항력도 없을 것이기 때문이다.
마찰력은 수직항력과 마찰 계수의 곱으로 나타난다. 식으로는 [math(F=\mu \times N )]으로 나타낼 수 있다. 여기서 [math(N)]이 수직항력, [math( \mu )]가 마찰 계수를 나타낸다.[5]
[1] 여기서 normal은 '일반적인'이 아니라 '수직의'라는 의미를 갖는다.[2] 비슷한 방식으로 정의되는 '장력'이라는 힘도 있다. 장력은 실로 연결된 물체를 실이 잡아당기는 힘이다.[3] 이해가 되지 않는다면 이렇게 생각해보자. 어떤 사람들이 서로 어깨동무를 하고 벽을 만들고 있다고 하자, 벽이 충분히 강하여 무너지지 않는 이상 다른 사람은 벽에 떠밀려 벽 안쪽으로 들어갈 수 없을 것이다. 이와같이 원자들이 서로 전자기력이라는 힘으로 강하게 엮여있기(=벽) 때문에, 다른 물체(=사람)를 밀어내게 되는 것이다.[4] 그리고 이 수직항력과 중력이 아울러 구심력으로 작용하여 열차를 회전운동하게 만드는 원인이 된다. 따라서 열차는 꼭대기에서의 가속도가 0이 아니다![5] 사실 이 표기는 정확하지는 않은 게 [math(\mu)]는 스칼라이고 [math(f)]와 [math(N)]의 방향이 수직이기 때문이다. f와 N이 각각 마찰력과 수직항력의 크기라면 정확한 식이라고 할 수 있다.