비행기에 작용하는 4가지힘 (양력, 추력, 항력, 중력) 간단 정리

유체 속에서 움직이는 물체(비행기 등)는 그림과 같이 항력, 중력, 추력, 양력의 4가지 힘을 받는다.

 

양력

유체 속의 물체가 중력의 반대방향으로 수직 방향으로 받는 힘이다. 이 힘은 높은 압력에서 낮은 압력쪽으로 생기며, 물체에 닿은 유체를 밀어내리려는 힘(중력)에 대한 반작용이다. 비행기의 날개에서 양력이 발생하여 하늘로 띄워지게 된다.

 

항력

항력은 물체가 유체 안에서 움직일 때 움직이는 방향의 반대 방향으로 작용하여 물체의 운동을 방해하는 힘이다. 저항력 혹은 끌림힘이라고도 한다. 공기중에 작용할 수 있는 항력은 표면마찰 (skin friction), 형체항력 (form drag), 파동항력 (wave drag)등이 있다. 빠른 속력으로 유체 내부를 이동할 경우 유체에 의해 마찰이 발생할 수 밖에 없으며 이를 표면마찰항력이라고 한다. 또한 유체내부에서 물체가 빠른 속력으로 이동할 때 물체의 후면에 난류후류 (turbulent wake)가 발생하는데, 이와같은 난류는 물체가 이동하는 것을 방해할 수 있다. 또한 2종류의 다른 유체(예 : 물과 공기)에서 물체가 이동할 때 파동(파도 등)이 발생하고 이와 같은 파동이 물체의 이동을 방해할 수 있는데 이를 파동항력이라고 한다.

 

그림. 비행기에 작용하는 4가지 힘

추력

추력이란 추진체가 주위의 유체를 밀어내거나 연료를 연소하여 분사함으로써 그에 대한 반작용으로 받는 추진력이다. 추력은 뉴턴의 제2운동법칙과 3운동법칙으로 설명될 수 있다.

 

중력

질량이 있는 모든 물체 사이에는 서로 끌어당기는 만유인력이 작용하는데 이를 중력이라 한다. 우리 주변에서 쉽게 볼수 있는 예로 지구가 물체를 잡아당기는 힘을 들 수 있다. 지구가 물체를 잡아당기는 힘은 정확히 얘기하여 만유인력과 지구의 자전에 따르는 원심력을 더한 힘이다.