| English | 의미 |
|---|---|
| pressure/ˈpreʃə/ | 압력 |
| pascal/ˈpæskl/ | 파스칼 |
| fluids/ˈfluːɪdz/ | 유체 |
날카로운 칼이 자르는 이유
- 둔한 막대를 손에 눌러보라 — 아무 일도 일어나지 않는다. 같은 힘으로 날카핀을 누르면 아프다.
- 힘은 동일하지만, 작용하는 면적이 달라졌다.
- 이 개념이 압력이며, 칼, 설상화, 심해 등을 설명해 준다.
압력이란 무엇인가?
- 압력은 단위 면적당 가해지는 힘이다:
- 단위는 파스칼(Pa); $1\ \text{Pa} = 1\ \text{N/m}^2$.
- 동일한 힘, 더 작은 면적 → 더 큰 압력.
Pressure
p = ρg·h
Pressure in a liquid is proportional to depth.
A box pushes down with a force of $200\ \text{N}$ over an area of $0.50\ \text{m}^2$. What is the pressure, in Pa?
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$p = \dfrac{F}{A} = \dfrac{200}{0.50} = 400\ \text{Pa}$.
면적이 중요한 이유
- 날카로운 칼이나 그림핀은 매우 작은 면적을 가지므로 엄청난 압력을 만들어 쉽게 자르거나 관통한다.
- 설상화와 트랙터 타이어는 넓은 면적을 가져 작은 압력을 만들어 가라앉지 않는다.
- 낙타의 넓은 발바닥도 부드러운 모래 위에서 같은 원리로 작용한다.
동일한 힘, 다른 면적 → 다른 압력. 좁은 바닥면은 가라앉고, 넓은 바닥면은 윗면을 유지한다.
작업 예시. 600 N의 사람이 한 발(면적 $0.02\ \text{m}^2$)로 서 있을 때 압력 $= \dfrac{600}{0.02} = 30\,000\ \text{Pa}$. 두 발(면적 $0.04\ \text{m}^2$)로 서 있을 때: 압력 $= 15\,000\ \text{Pa}$ — 절반 수준.
유체 내 압력은 모든 방향으로 작용한다. 깊게 잠수하면 물이 위쪽뿐만 아니라 모든 쪽에서 귀를 밀어낸다. 공식 $\Delta p = \rho g\,\Delta h$은 그 깊이에서의 압력을 모든 방향으로 계산해 준다.
Why does a sharp knife cut better than a blunt one (with the same push)?
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Same force on a tiny area means a very large pressure ($p = F/A$), so it cuts easily.
Snowshoes stop you sinking into snow because they:
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A larger area means a smaller pressure for the same weight, so you do not sink in.
액체 내의 압력
- 액체 내에서 압력은 깊이와 액체의 밀도에 따라 증가한다:
- 오직 아래쪽만이 아니라 모든 방향으로 작용한다.
- 이것이 댐이 가장 높은 수압이 있는 바닥에서 두껍게 지어지고, 깊은 수중에서 귀가 아픈 이유이다.
액체의 깊이가 깊을수록 압력이 커지므로, 벽으로 향하는 바깥쪽 힘도 깊이에 따라 증가합니다
Pressure in a liquid acts in all directions, not just downward.
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A liquid pushes equally in all directions at a given depth — that is why it presses on the sides of a container too.
Find the extra pressure $2.0\ \text{m}$ deep in water ($\rho = 1000\ \text{kg/m}^3$, $g = 9.8\ \text{N/kg}$), in Pa.
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$\Delta p = \rho g\,\Delta h = 1000 \times 9.8 \times 2.0 = 19\,600\ \text{Pa}$.
이해했습니다
- 압력 $p = \dfrac{F}{A}$, 단위는 파스칼 ($1\ \text{Pa} = 1\ \text{N/m}^2$)
- 작은 면적 → 큰 압력 (칼); 큰 면적 → 작은 압력 (설상화)
- 액체에서 압력은 깊이와 밀도에 따라 상승하며: $\Delta p = \rho g\,\Delta h$, 모든 방향으로 작용함