์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ฌด์์ ํ๋์?
์คํค๋ ๋งํฌ ์๋ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ฐจ๋์ด ๋ฏธ๋๋ฌ์ง๊ธฐ ์์ํ ์๊ฐ์ ์ต์ ์ฃผํ ์๋๋ฅผ ์ถ์ ํฉ๋๋ค. ๊ตํต์ฌ๊ณ ์ฌํ๊ณผ ๋ฒ๊ณผํ์ ์ถฉ๋ ๋ถ์์์ ์ค๋ซ๋์ ์ฌ์ฉ๋์ด ์จ ๋ํ์ ์ธ ๋๊ตฌ์ ๋๋ค. ๋ ธ๋ฉด์ ๋จ์ ํ์ด์ด ์คํค๋ ๋งํฌ์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ์ธก์ ํ๊ณ , ๋ ธ๋ฉด์ ๋ง์ฐฐ๊ณ์(drag factor)์ ์ฐจ๋์ ์ ๋ ํจ์จ์ ์๋ฉด ๋ฏธ๋๋ฌ์ง๊ธฐ ์ง์ ์ ๋๋ต์ ์ธ ์๋๋ฅผ ์ญ์ฐํ ์ ์์ต๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
์คํค๋ ๋งํฌ ๊ธธ์ด๋ฅผ ํผํธ(feet) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ๊ณ , ๋ ธ๋ฉด์ ๋ง์ฐฐ๊ณ์(๋ง๋ฅธ ์์คํํธ๋ ์ฝ 0.7, ์ ์ ์์คํํธ 0.4~0.6, ์๊ฐ 0.5~0.7, ๋นํ 0.1~0.2)์ ์ ๋ ํจ์จ์ ๋ฐฑ๋ถ์จ(๋ชจ๋ ๋ฐํด๊ฐ ๋์ผํ๊ฒ ์ ๊ธฐ๊ณ ์ ๋๋์๋ค๋ฉด 100%)๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ถ์ ์๋๋ฅผ ์์ ๋ง์ผ(mph), ์์ ํฌ๋ก๋ฏธํฐ(km/h), ์ด๋น ํผํธ(ft/s), ์ด๋น ๋ฏธํฐ(m/s) ๋จ์๋ก ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค. ์ฐธ๊ณ ๋ก ๋ฏธ๊ตญ ์ฌ๊ณ ๋ถ์์์๋ ํผํธ ๋จ์๊ฐ ํ์ค์ด๋ฏ๋ก, ๋ฏธํฐ ๋จ์๋ก ์ธก์ ํ๋ค๋ฉด ๊ธธ์ด๋ฅผ ํผํธ๋ก ํ์ฐํด ์ ๋ ฅํด์ผ ํฉ๋๋ค.
๊ณต์ ์ค๋ช
ํ์ฅ์์ ๋๋ฆฌ ์ฐ์ด๋ ๊ณต์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$v = \sqrt{30 \cdot d \cdot f} \times n$$์ฌ๊ธฐ์ \(d\)๋ ์คํค๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ(ํผํธ), \(f\)๋ ๋ง์ฐฐ๊ณ์, \(n\)์ ๋ถ์๋ก ํํํ ์ ๋ ํจ์จ์ ๋๋ค. ์์ 30์ ์ค๋ ฅ๊ณผ ๋จ์ ํ์ฐ์ ํ๋ฐ ๋ฌถ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ณง๋ฐ๋ก mph๋ก ์ฐ์ถํ๋๋ก ๋ง๋ ๊ฐ์ ๋๋ค. ๊ทธ ๋ฐํ์๋ ์๋์ง ๋ณด์กด ๋ฒ์น์ด ์์ต๋๋ค. ์ด๋ ์๋์ง \(\tfrac{1}{2}mv^2\)๊ฐ ๋ง์ฐฐ์ด ํ ์ผ \(\mu m g d\)๋ก ์๋ชจ๋๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ์ ๋ฆฌํ๋ฉด \(v = \sqrt{2\mu g d}\)๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์ค์ ์ ๋์ ์๋ฒฝํ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋๋ฌผ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํจ์จ ๊ณ์ \(n\)์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฎ์ถฐ ๋ณด์ ํฉ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์ด๋ค ์ฐจ๋์ด ๋ง์ฐฐ๊ณ์ 0.5์ธ ๋ ธ๋ฉด์ 60ft ๊ธธ์ด์ ์คํค๋ ๋งํฌ๋ฅผ ๋จ๊ฒผ๊ณ , ์ ๋ ํจ์จ์ด 80%์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๋จผ์ ๊ธฐ๋ณธ ํญ์ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค:
$$\sqrt{30 \times 60 \times 0.5} = \sqrt{900} = 30 \text{ mph}$$์ฌ๊ธฐ์ ์ ๋ ํจ์จ์ ์ ์ฉํฉ๋๋ค:
$$30 \times 0.80 = 24 \text{ mph}$$์ฝ 10.73 m/s์ ํด๋นํฉ๋๋ค. ์ด ๊ฐ์ ์ต์ ์๋์ ๋๋ค. ๋ฏธ๋๋ฌ์ง๊ธฐ ์ ์ ์ด๋ฏธ ์์ ์๋์ง๋ ๋ฐ์๋์ง ์์ผ๋ฏ๋ก, ์ค์ ์๋๋ ์ด๋ณด๋ค ๋์์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ํฝ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ด๊ฒ์ด ์ ํํ ์ถฉ๋ ์๋์ธ๊ฐ์? ์๋๋๋ค. ์ต์ ์ถ์ ๊ฐ์ ๋๋ค. ์ ๋ ์ ์ฃผํ ๊ฑฐ๋ฆฌ, ์ถฉ๋ ์ ํก์๋ ์๋์ง, ๋๋ก ๊ฒฝ์ฌ ๋ฑ์ ๋ชจ๋ ์ค์ ์๋๋ฅผ ๋ ๋์ผ ์ ์์ต๋๋ค.
์ด๋ค ๋ง์ฐฐ๊ณ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋์? ํด๋น ๋ ธ๋ฉด๊ณผ ํ์ด์ด ์ํ์ ๋ํ ๋ง์ฐฐ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ณต์ธ๋ ํ์ ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ์ธ์. ๋ง๋ฅธ ์์คํํธ๋ ๋ณดํต 0.65~0.75์ ๋๋ค.
์ ๋ ํจ์จ์ ์ ํฌํจํ๋์? ๋ชจ๋ ๋ฐํด๊ฐ ์ ๊ธฐ์ง ์๊ฑฐ๋ ์ ๋๋ ฅ์ด ๊ณ ๋ฅด์ง ์์ผ๋ฉด ๋ง์ฐฐ๋ ฅ์ด ์จ์ ํ ์์ฉํ์ง ๋ชปํฉ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํจ์จ์ด ์ถ์ ์๋๋ฅผ ๋น๋ก์ ์ผ๋ก ๋ณด์ ํฉ๋๋ค.