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안녕하세요, 교수님. 유체역학 한방에 끝내기를 수강중인 최지훈이라고 합니다.

다름이 아니라 레이놀즈 수송 정리 파트 강의를 듣던 중 궁금한 점이 있어 이렇게 질문드리게 되었습니다.



​  교수님이 위 사진과 같이 종량적 상태량 B를 선운동량으로 잡고, 파이프 내 물의 유동을 설명하셨습니다.

물이 파이프를 옆으로 밀고, 물의 무게가 밑으로 작용하여 결과적으로 오른쪽 아래 방향으로 파이프를 누르기 때문에 칠판의 그림과 같은 방향으로 힘이 작용한다고 하셨습니다.

그런데, 저는 이 부분이 이해가 잘 되지 않아 교수님이 올리신 레이놀즈 수송 정리 관련 유튜브 영상들을 찾아봤으나, 주로 입구/출구 속도나 면벡터 관련 설명으로 이루어져 있어 의문을 해소할 수 없었습니다.

그래서, 저는 아래의 그림과 같이 해석하려 했습니다.

 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


이런 과정을 거쳐 물의 system[계]에 교수님이 칠판에 적으신 방향의 힘이 작용하여 입구에 있는 물 입자의 속도(V1)가 뉴턴의 제 2법칙에 의해 가속도가 작용하여 출구의 속도(V2)로 바뀌었다고 해석했습니다. 그러나, 그 과정에서 아래의 그림과 같은 새로운 의문이 생겼습니다.

 

 

 

 


​ ​제 해석에서는 처음에 물에 작용했던 가속도와 무게를 무시하고 파이프로부터 반작용에 의해 가해진 힘만 고려하여 물의 입자들로 이루어진 계의 속도가 V1->V2와 같이 변한다고 해석했는데, 억지로 끼워맞추어서 정확한 해석이 아닌 것 같습니다. 그렇다고, 고려하자니 전압력을 배웠을 때와 같은 정지한 유체가 되어 입자의 속도가 변하는 것에 모순됩니다.

다소, 강의 내용과 동떨어진 질문일 수 있습니다만

너무 궁금해서 교수님께 이렇게 질문드립니다.