열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 1-94
나의 풀이/열역학 2016. 10. 14. 15:54 |
열역학 1-94.docx열역학 Thermodynamics 5th Edition.
Fundamentals and Applications
-Yunus A. Cengel
-Michael A. Boles
-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역
McGraw-Hill
문제 1-94
사람이 타고 있는 기구의 풍선에 헬륨이 채워져 있을 때, 부력에 의해 상승하는 가속도를 계산한다.
가정: 기구의 로프와 사람이 타고 있는 구조물의 무게는 고려하지 않으며, 외부 공기의 흐름 등은 무시한다.
헬륨이 채워진 기구의 풍선은 구형으로 생각한다. 중력 가속도는 일정하고 균일하다고 가정한다.
풀이: 헬륨이 채워져 있는 풍선의 부피는 다음과 같다.
따라서 부력은 다음과 같이 계산된다.
기구의 전체 질량은 탑승하고 있는 사람들의 질량과 헬륨 질량의 합으로 구할 수 있다.
따라서 상승하는 방향의 반대 방향으로 작용하는 중력에 의한 무게는 다음과 같다.
그러므로 기구에 작용하는 힘의 합력은 다음과 같다.
따라서 기구가 상승하는 가속도는 다음과 같다.
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