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물위를 달리는 모터보트는 왜 앞부분이 위로 들리는지 궁금합니다.

자동차가 달릴 때 바퀴가 구르면서 마찰로 인하여 바퀴는 지면을 뒤로 밀게 됩니다. 이 힘에 대한 반작용으 로 지면은 바퀴를 앞으로 밀게 되는데, 바로 이 힘이 자동차를 앞으로 나아가게 하는 힘이 됩니다. 이 힘이 저항력과 같으면 자동차는 등속도로 운동하며 저항력보다 크면 가속도 운동합니다. 이 때 '지면이 바퀴를 미는 힘'은 자동차가 무게 중심을 중심으로 하여 회전하게 하는 역할을 하는 것이지요. 물체가 회전하려는 성질을 물리적인 용어로 토크라고 합니다. 아래의 그림을 보면 지면이 바퀴를 미는 힘 때 문에 자동차는 무게중심을 축으로 반시계 방향으로 회전하려는 성질이 나타나게 됩니다. 자동차가 가속도 운동할 때에는 '지면이 바퀴를 미는 힘'이 저항력보다 큰 경우이므로 반시계 방향으로 회전하려는 토크가 나 타나지만, 등속도 운동할 때는 저향력과 '지면이 바퀴를 미는 힘'의 크기가 같은 상태이므로 상쇄되어 토크 가 없어집니다. 보트의 경우는 프로펠러가 물을 밀어내는 반작용으로 프로펠러가 앞쪽으로 힘을 받습니다. 그리고 물의 저 항력은 배의 바닥부분과 물과의 접촉면의 마찰로 생기므로 배의 밑바닥부분에서 뒤쪽으로 향합니다. 저항력 과 '물이 프로펠러를 미는 힘'은 크기가 같고 반대방향으로 작용하기 때문에 보트가 등속도 운동하게 되는 데, 그럼에도 불구하고 두 힘이 일직선 상에 있지 않기 때문에 상쇄되지 않습니다. 따라서, 아래의 그림을 보면 저항력은 배를 시계방향으로 회전시키려는 토크를 만들고, '물이 프로펠러를 미 는 힘'은 반시계 방향으로 회전시키려는 토크를 만듭니다. 그런데 무게 중심에서 '물이 프로펠러를 미는 힘'까지의 수직 거리(깊이)가 저항력이 작용하는 곳까지의 거리(깊이)보다 크므로 반시계 방향의 토크가 강 하게 작용하여 배의 앞부분이 위로 들리는 것입니다. 또, 프로펠러의 위치가 아주 깊을 수록 토크가 반드시 커진다고 볼 수는 없습니다. 전체 배의 무게 중심 위치 에 따라 달라질 수 있습니다. 매우 무거운 프로펠러라면 위치가 깊을수록 무게 중심도 같이 깊어지므로 토크 가 커질 수 없습니다. 배의 앞부분이 위로 들리는 또 다른 이유는 그림처럼 배의 앞부분이 직각 모양이 아닌 완만한 곡선을 이루 기 때문입니다. 배가 앞으로 달리면서 물과 부딪칠 때 받는 힘은 배의 바닥 면에 수직한 방향으로 작용합니 다. 다라서 배의 앞부분이 수직이 아니고 완만하게 경사져 있기 때문에 그 힘은 비스듬히 위쪽을 향하게 되 므로 배의 앞부분이 들리는 것입니다. 출처: http://user.chollian.net/~khjlhs/
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물위를 달리는 모터보트는 왜 앞부분이 위로 들리는지 궁금합니다.

백경*2012-10-15

물이 모트아래로 내려가면서 보트가 올라가기 때문에

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