비행기가 뜨는 이유를 설명한 베르누이 원리가 무엇인가요?

Question

비행기가 뜨는 이유를 설명하는 칼럼 중에

"스위스 과학자 베르누이는 1738년 물이나 공기의 속도가 빠르면 압력이 낮아지고,느리면 압력이 높아진다는 내용의 베르누이 원리를 발표했다．덩치 큰 비행기가 사람과 화물을 가득 실은 채 하늘을 나는 일은 꽤 신기한 일이지만 베르누이 원리를 알면 매우 간단히 이해할 수 있다." 내용에

베르누이 원리가 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

비행기가 빠른 속도로 달리기 시작하면 비행기 양 옆 날개 아래의 압력이 높아지게 됩니다. 이 압력에 차이에 의해서 기체가 뜨게 되는 것 이죠. 이 비행기를 단면으로 잘랐을 때 유체의 이동 과정을 베르누이 법칙으로 설명할 수 있게 되겠습니다.

Answer 2

안녕하세요. 장철연 과학전문가입니다.

베르누이법칙은 사실상 압력과 유속의 관계인 에너지 보존의 법칙입니다.

비행기날개같은 경우는 날개윗쪽은 윗쪽으로 둥글게 되어있고 아랫면은 평평하게 되어있지요.

일정 가속도이상 (보통 시속88마일정도 됩니다)되면 비행기의 속도로인해 유체가 도달하는 속력을 기체가속력으로 일체시킬 수 있게되는데 같은 유속일때 윗날개는 둥글해서 유속대비 이동거리가 길어 압력이 내려가게 되고 아랫날게는 편편하기때문에 유속대비 이동거리가 짧아 압력이 높아지게 되고

비행기의 날개위보다 날개 아래가 압이 높아지면서 밀어올리는 형식으로 비행하게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

베르누이 원리는 유체의 속도와 압력, 위치 에너지의 관계를 설명하는 원리입니다. 베르누이 원리에 따르면, 유체의 속도가 빠르면 압력이 낮아지고, 느리면 압력이 높아집니다. 또한, 유체의 위치 에너지가 높을수록 압력이 높아집니다.

Answer 4

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

유체가 3차원 상의 x축 방향으로 흐른다면 y축 및 z축 방향에 대해서는 압력이 낮아지는 효과가 발생합니다. 이렇게 유체가 흐르는 속도가 빨라질수록 압력이 내려가는 현상은 1783년 베르누이가 정리하여 발표한 것으로 이것을 '베르누이의 원리'라고 합니다.

Answer 5

안녕하세요. 정준민 과학전문가입니다.

비행기가 뜨는 이유를 설명한 베르누이 원리는 바람이나 유체의 흐름과 관련된 중요한 물리학적 원리 중 하나입니다.

베르누이 원리에 따르면 유체(비행기 주변의 공기)의 속도가 증가하면 압력이 감소하고, 속도가 감소하면 압력이 증가합니다. 이것은 속도가 다르면 압력이 다르다는 것을 의미합니다.

그리고, 비행기의 날개는 특별하게 디자인되어 있으며, 상부 표면은 길게 더 평평하고 하부 표면은 더 굽어진 형태를 가집니다. 이로 인해 비행기의 날개 위부와 아래부 사이에는 압력 차가 생깁니다.

비행기가 비행할 때, 날개 위부의 공기는 날개 아래부의 공기보다 빠르게 흐릅니다. 따라서 위부의 압력이 낮아지고 아래부의 압력이 높아집니다.

이 압력차는 비행기의 날개 위부와 아래부에 양력(Lift)를 발생시킵니다. 양력은 비행기를 공중으로 떠오르게 하며 중력을 균형을 맞추어 비행을 가능케 합니다.

Answer 6

안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.

유체역학의 기본법칙 중 하나이며, 1738년 D.베르누이가 발표하였다. 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해 속력과 압력, 높이의 관계를 규정하였다. 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 일정하다는 법칙에서 유도한다. 예를 들어, 굵기가 변하는 관에 공기를 흐르게 하고 굵기가 다른 부분의 아래로 가는 유리관을 연결한다. 가는 유리관 속에서의 물의 높이를 관찰하면 굵은 쪽에 연결된 물기둥은 그 높이가 낮아지고, 가는 쪽에 연결된 물기둥은 높이가 높아진다. 같은 높이에서 유체가 흐르는 경우 유체의 속력은 좁은 통로를 흐를 때 증가하고 넓은 통로를 흐를 때 감소한다. 베르누이의 정리에 따르면 유체의 속력이 증가하면 유체 내부의 압력이 낮아지고, 반대로 속력이 감소하면 내부 압력이 높아진다. 압력이 높아지면 유리관 속의 물기둥을 더 세게 누르므로 물기둥의 높이가 낮아지고, 압력이 낮아지면 유리관 속의 물기둥을 약하게 누르므로 물기둥의 높이는 높아진다.

이 정리는 결국 완전유체에 대한 역학적에너지 보존 법칙으로 생각할 수 있다. 그러나 점성을 무시할 수 있는 완전유체가 규칙적으로 흐르는 경우에만 적용할 수 있고, 실제 유체에 대해서는 적당히 변형된다. 일반적으로 차압식유량계(差壓式流量計)라고 하는 유량측정장치는 이 원리를 이용한 것이다.

출처:두산백과

Answer 7

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

비행기가 뜨는 원리에 대해 알아보셨군요! 베르누이의 원리와 작용반작용 모두 비행기가 뜨는 원리를 설명하는 데에 사용되는 이론입니다.

베르누이의 원리는 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소한다는 원리입니다. 비행기 날개 위쪽과 아래쪽은 공기의 흐름이 다르기 때문에 날개 위쪽의 공기는 아래쪽에 비해 속도가 빠릅니다. 이렇게 되면 날개 위쪽의 압력은 낮아지고, 날개 아래쪽의 압력은 상대적으로 높아집니다. 이 압력 차이로 인해 비행기는 위로 추진되는 원리입니다.

감사합니다.