아르키메데스의 원리

[常 現]

[과학사전] 아르키메데스의 원리

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아르키메데스의 원리 │ Archimedes' principle

BC 3세기에 그리스의 수학자이며 발명가인 아르키메데스가 발견한 부력(浮力)에 관한 물리법칙이다. 물체를 유체에 넣었을 때 물체가 받는 부력의 크기는 물체의 부피와 같은 양의 유체에 작용하는 중력의 크기 와 같다는 원리와 액체나 기체 속에 있는 물체는 그 물체가 차지한 액체나 기체의 부피만큼의 부력을 받는다는 법칙.

아르키메데스의 원리

기체나 액체로 이루어진 유체(流體)에 물체가 완전히 잠기거나 혹은 일부분이 잠겨 정지하고 있으면 물 체가 밀어낸 유체의 무게만큼 부력이 위쪽으로 작용한다. 물체가 밀어낸 유체의 부피는 유체에 잠긴 부 분의 부피와 같다. 밀려난 유체의 무게는 위로 작용하는 부력의 크기와 같아진다. 즉 액체나 기체에서 물 체가 떠오르지도 가라앉지도 않는다면 뜬 물체에 작용하는 부력은 뜬 물체의 무게와 크기는 같고 방향 이 반대가 된다.

아르키메데스의 원리

부력의 원리라고도 한다. 유체(기체나 액체) 속에 정지해 있는 물체는 중력과 반대방향으로 부력, 즉 물 체를 위로 뜨게 만드는 힘을 받는다. 부력은 물체 주위의 유체가 물체에 미치는 압력의 합이라고 할 수 있다. 이 힘의 크기는 물체를 그 유체로 바꾸었을 때 작용하는 중력의 크기와 같다. 다시 말해, 물체의 부 피에 해당하는 유체의 무게와 같다. 이 원리는 BC 220년경 아르키메데스가 발견했다고 하여 그의 이름 이 붙었다. 그는 물 속에 있는 물체가 실제의 무게보다 가볍게 느껴지는 현상을 설명하는 데 이 원리를 이용했다. 이 원리는 물질의 비중을 측정하는 기초가 되며 옛날부터 뱃짐 등의 복잡한 형태를 가진 물체 의 부피를 측정하는 데 사용하였다.

부력의 원리

어떤 물체는 자신의 무게보다 더 많은 물을 밀어내면 뜨게 되고 적게 밀어내면 가라앉으며, 같은 양의 물 을 밀어내면 가라앉지도 뜨지도 않는다. 수면에 머물거나 이동할 때 양성 부력은 다이버의 힘을 절약하 게 하고 일정 수심에서는 중성 부력으로 조절하면 자유로이 수중 활동을 할 수 있다.

아르키메데스

시칠리아섬의 시라쿠사 출생. 천문학자 피디아스의 아들로 태어나, 젊어서부터 기술에 재능이 있어, 그 가 만든 수력천상의(水力天象儀)는 극히 정밀하였다고 전해진다. 이집트에 유학 중 나선(螺旋)을 응용 해 만든 양수기는 ‘아르키메데스의 나선식펌프’로 불리며, 지금도 관개용 등에 쓰이고 있다. 당시 문화의 중심이던 알렉산드리아의 대(大)연구소 무세이온에서 수학자 코논(Conon:BC 260년경 활약)에게 기하 학을 배우고 시라쿠사로 돌아와 많은 수학서(數學書)를 썼다. 아르키메데스에 얽힌 일화 가운데는 그가 지렛대의 원리 응용에 뛰어난 기술자였다는 사실과 관계되는 것이 많다.

아르키메데스 원리란 무엇일까?

우리가 물 속에서 수영을 할 수 있는 것은 부력이 작용하기 때문이다. 그러면 이 부력은 얼마만한 크기 로 생기는 것일까? 이에 대한 답을 주는 것이 아르키메데스 원리이다. 우리가 물 속에 완전히 잠기려면 우리 몸의 부피만큼 물이 이동해야 한다. 그렇게 이동한 부피에 해당하는 물의 무게만큼 우리는 상향력 (부력)을 받게 된다 . 다시 말하면 우리 몸의 부피와 같은 부피에 해당하는 물의 무게만큼 우리는 가벼워 진다. 이것이 부력이다. 그래서 물 속에서의 몸무게는 공기 중에서의 무게에서 부력을 뺀 값과 같다. 일 반적으로 아르키메데스의 원리는, '유체에 전체적으로 혹은 부분적으로 잠긴 물체는 배제된 유체의 무게 와 같은 힘만큼 부력을 받는다' 고 표현할 수 있다. 그러면 쇠로 만든 배가 물위에서 뜨는 이유는 무엇일 까? 쇠는 물보다 밀도가 크지만 배 안은 밀도가 아주 작은 공기가 들어 있는 공간이 대부분이다. 즉 배 가 물 속에 잠기면 잠긴 부분의 부피가 매우 커서 그 부피만 한 무게의 물 무게, 즉 부력이 위로 작용하므 로 쇠로 만든 배라도 뜰 수 있는 것이다. 잠수함인 경우는 부피를 조절할 수 없으므로 무게를 조절하여 잠수에 필요한 밀도를 얻는다 즉, 물을 넣거나 빼서 무게를 조절한다. 물고기는 부레의 부피를 늘리거나 줄여 밀도를 조절하므로 써 뜨고 가라앉는다 또한 악어는 돌덩어리를 삼켜서 전체밀도를 조절하여 뜨고 가라앉는다.

[출처] [과학사전] 아르키메데스의 원리|작성자 lgsangnam

[규리(揆利)]

스님 덕분에 과학지식까정.
그저 감사할 따름인데, 머리의 한계에 우왕좌왕하고 있습니다.
스님 노고에 깊은 감사를 드립니다.()()()