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과학

양력

양력과학
영문명
Lift
구분 기준
상대 유동 방향
힘의 방향
흐름에 수직
관련 성분
흐름 방향의 항력
양력은 유체 속 물체가 받는 유체력 가운데 상대적인 흐름 방향에 수직인 성분이다. 항공기 날개가 대표적인 예지만 공기뿐 아니라 다른 유체에서도 정의하며 중력의 반대 방향과 항상 일치하는 것은 아니다.

위쪽이라는 말만으로 정하지 않는다

항공기를 수평 비행으로 단순화하면 양력이 무게와 반대인 위쪽을 향하는 경우를 생각할 수 있다. 그러나 양력의 정의는 지면 기준 위아래가 아니라 상대 흐름에 대한 방향이다. 물체의 자세와 흐름 방향을 함께 보아야 한다.

물체와 유체의 상대 운동

정지한 공기 속으로 물체가 움직이거나 정지한 물체를 향해 공기가 흐르는 상황 모두에서 상대 운동을 분석할 수 있다. 양력을 다룰 때에는 어느 방향의 흐름을 기준으로 힘을 분해하는지 명확히 해야 한다.

압력과 운동량의 설명

물체 주변의 압력 분포를 합해 힘을 계산하는 관점과 유체 흐름의 운동량 변화를 보는 관점은 같은 물리 현상을 다루는 방법이다. 베르누이 관계와 운동 법칙을 서로 배타적인 설명으로 취급할 필요는 없다. 실제 흐름의 상태와 보존 관계를 함께 만족해야 한다.

날개 모양만으로 정해지지 않는다

양력은 물체의 형상뿐 아니라 자세와 속도, 유체의 밀도 및 흐름 조건에 영향을 받는다. 날개 위아래를 지난 공기가 같은 시간에 다시 만나야 한다는 가정으로 속도 차이를 정하는 설명은 필요하지 않다. 흐름 자체를 분석해야 압력과 힘을 구할 수 있다.

관련 문서

항력 / 유체 / 속도 / 압력 / 베르누이 방정식 / 동압 / 벡터 / 운동량