์ ์ ์๋ ฅ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์๋ ค์ง ๋ฉด์ ์ ํผ์คํค์ ํ์ด ๊ฐํด์ง ๋ ์ ์ ์์คํ ๋ด๋ถ์์ ๋ฐ์ํ๋ ์๋ ฅ์ ๊ตฌํฉ๋๋ค. ์๋ ฅ์ ํ์ ์์ฉ ๋ฉด์ ์ผ๋ก ๋๋ ๊ฐ์ด๋ผ๋ ๊ธฐ๋ณธ ๊ด๊ณ์ \(P = F / A\)๋ฅผ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. ์ด ์๋ฆฌ๋ ํ์ค์นผ์ ๋ฒ์น์ ํต์ฌ์ด๋ฉฐ, ์ ์ ์ญ, ํ๋ ์ค, ๋ธ๋ ์ดํฌ, ๋ฆฌํํธ์ ์๋ ์๋ฆฌ์ด๊ธฐ๋ ํฉ๋๋ค. ์ผ๊ด๋ SI ๋จ์(๋ดํด๊ณผ ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ)๋ผ๋ฉด ์ด๋์๋ ์ ์ฉ๋๋ ๋ฒ์ฉ ๋๊ตฌ์ด๋ฉฐ, ํธ์๋ฅผ ์ํด ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํฌ๋กํ์ค์นผ, bar, psi ๋จ์๋ก๋ ํจ๊ป ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๊ฐํด์ง ํ์ ๋ดํด(N) ๋จ์๋ก, ํผ์คํค(๋๋ ์ ์ด) ๋ฉด์ ์ ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ(mยฒ) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ํ์ ๋ฉด์ ์ผ๋ก ๋๋ ์๋ ฅ์ ํ์ค์นผ(Pa) ๋จ์๋ก ๊ตฌํ ๋ค, ์ด๋ฅผ kPa, bar, psi๋ก ๋ณํํฉ๋๋ค. ๋ค๋ฅธ ๋จ์์์ ๋จผ์ ํ์ฐํด์ผ ํ๋ค๋ฉด, \(1 \text{ kgf} \approx 9.80665 \text{ N}\)์ด๋ฉฐ, ์ํ ํผ์คํค์ ๋ฉด์ ์ \(A = \pi \cdot r^2\)(์ฌ๊ธฐ์ \(r\)์ ๋ฏธํฐ ๋จ์ ๋ฐ์ง๋ฆ)๋ก ๊ตฌํฉ๋๋ค.
๊ณต์ ์์ธํ ๋ณด๊ธฐ
์๋ ฅ์ ๋จ์ ๋ฉด์ ๋น ํ์ผ๋ก ์ ์๋ฉ๋๋ค:
$$P = \frac{\text{Force (N)}}{\text{Area (m}^2\text{)}}$$1ํ์ค์นผ์ 1์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ๋น 1๋ดํด๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค(\(1 \text{ Pa} = 1 \text{ N/m}^2\)). ๋ฉด์ ์ด ๋ถ๋ชจ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ๊ฐ์ ํ์ด๋ผ๋ ํผ์คํค์ด ์์์๋ก ๋ ๋์ ์๋ ฅ์ผ๋ก ์ง์ค๋ฉ๋๋ค. ๋ฐ๋ก ์ด ์ ๋๋ถ์ ์ ์ ์์คํ ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ํผ์คํค์ ํ์ฉํด ํ์ ์ฆํญํ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์ด๋ค ํ๋ ์ค๊ฐ ๋ฉด์ 0.01 mยฒ์ธ ํผ์คํค์ 5,000 N์ ํ์ ๊ฐํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด
$$P = \frac{5000}{0.01} = 500{,}000 \text{ Pa} = 500 \text{ kPa} = 5 \text{ bar} \approx 72.5 \text{ psi}$$๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋ฉด์ ์ ์ ๋ฐ์ธ 0.005 mยฒ๋ก ์ค์ด๋ฉด ์๋ ฅ์ ๋ ๋ฐฐ์ธ 1,000,000 Pa๋ก ์ปค์ง๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ด๋ค ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋์? ํ์ ๋ดํด, ๋ฉด์ ์ ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ํ์ค์นผ ๋จ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐ๋ก ์ป์ ์ ์์ต๋๋ค. ๊ทธ ํ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ์๋์ผ๋ก kPa, bar, psi๋ก ๋ณํํฉ๋๋ค.
์ง๋ฆ์ผ๋ก ํผ์คํค ๋ฉด์ ์ ์ด๋ป๊ฒ ๊ตฌํ๋์? \(A = \pi \times (d/2)^2\) ๊ณต์์ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ์ง๋ฆ \(d\)๋ ๋ฏธํฐ ๋จ์๋ก ํ๊ธฐํฉ๋๋ค.
์ ํผ์คํค์ด ์์์๋ก ์๋ ฅ์ด ๋์์ง๋์? \(P = F / A\)์ด๋ฏ๋ก, ๊ฐ์ ํ์ ๋ ์์ ๋ฉด์ ์ผ๋ก ๋๋๋ฉด ์๋ ฅ ๊ฐ์ด ๋ ์ปค์ง๋๋ค.