유체(流體)는 흐르는 물질을 의미 하는데요. 물, 기름, 수은, 공기 등을 포함하고 있습니다.

그 중 수리수문학에서는 물의 흐름에 굉장히 많은 관심을 가지고 연구를 하고 있는데요. 이번 정리에서도 물에 관련되서 정리하겠습니다.

많은 분들이 질량과 중량을 헷갈려 하십니다. 이공계열에서는 드물지만 인문계열 전공 하신분이나 디자인 혹은 고등학생 분들도 헷갈립니다.

질량은 물체의 고유무게 입니다. 지구에서 10kg이라면 달에서도 10kg, 우주에서도 10kg, 목성에서도 10kg 입니다. 제가 어디를 가더라도 오징어는 변함 없는것 처럼 말이죠. 하지만 중량은 다릅니다. 중량은 다른 말로 바꾸자면 무게가 될 수 있는데요. 질량에 중력의 크기만큼 곱해진 값입니다. 쉽게 말하자면 중력값에 따라서 무게가 커지거나 작아지거나 한다는 것 입니다. 제가 집에가면 아들 오징어, 동생에게는 형 오징어가 되는 것 처럼 말이죠.

그렇다면 중량에는 어떤 단위를 사용할 까요?

1g의 물체에 중력가속도(980cm/sec^2)가 곱해진 값을 쓰는데요. 980g*cm/sec^2을 980dyne이라고 하거나 1gf 혹은 1g重으로 표현하기도 하죠.

 

이번에는 조금 더 깊게 들어가 보도록 하겠습니다.

중학교 1학년 과학시간 부터 약 6년간 지겹게 듣고도 학부과정에서 4년간 더 지겹게 들은 단어. 밀도와 단위중량 입니다.

밀도는 물체의 단위체적당 질량(혹은 비질량)이라고 합니다. 이게 무슨 말인지 감이 잘 안오시는 분이 계실겁니다.(역시 공돌이는 수식이 편하죠)

밀도=질량/체적(부피) 입니다. 우리가 밀도의 기준을 잡고 있는 물의 경우 섭씨 4도에서 1g/cm^3 입니다.

가로*세로*높이 각각 1cm인 정육면체 물의 질량은 1g 이라는 것이죠. 수은은 약 13.7 정도 되는데 가로*세로*높이 각각 1cm인 정육면체 수은의 질량은 13.7g 이라는 이야기가 됩니다. 결국 일반적으로 말할 때 '밀도가 1보다 크다' 라는 것은 같은 체적으로 봤을 때 질량이 더 많이 나가므로 물 밑으로 가라앉는다고 할 수 있습니다.

단위중량은 밀도와 무슨 차이가 있을까요? 가장 큰 차이는 단위체적당 중량(혹은 비중량)입니다. 밀도는 질량에 체적을 나눈 것이고, 단위중량은 중량에 체적을 나눈 것이죠. 결국 밀도에 중력가속도를 곱하면 단위중량이 됩니다.

그렇다면 물의 밀도에 관한 성질을 잠시 보도록 하겠습니다. 순수한 물일 경우 섭씨 4도에서 밀도(혹은 단위중량)는 최대이며 비중은 1 입니다.

 

조금 응용해서 생각해 보도록 하겠습니다. 지금까지(배운건 없지만) 밀도와 단위중량, 질량과 중량에 대해서 이야기를 해봤습니다.

그렇다면 조금 더 생각을 확장시켜서 보도록 하겠습니다. 비중은 물의 무게와 같은 체적의 물체의 무게의 비 입니다.

예를 들어서 X라는 물체가 있을 때, X의 무게, X의 단위중량, X의 밀도를 구했습니다. 이때 X의 비중은 어떻게 구할까요?

비중=(X의 무게/물의 무게)=(X의 단위중량/물의 단위중량)=(X의 밀도/물의 밀도)로 구할 수 있습니다.