부력 관련해서 경심은 무엇인지 궁금합니다.

Question

유체 역학에서 부력 관련하여 공부를 하던 중 경심이라는 point가 물 위에 떠있는 물체 내에 있다고 하는데, 이 경심(metacenter)이 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요.

경심(metacenter)은 유체 역학, 선박이나 다른 부유체의 안정성을 평가하는데 중요한 개념입니다. 경심은 물체가 기울어졌을때 발생하는 부력의 중심(부력 중심)이 움직이는 경로와 물체의 중심축이 만나는 지점을 말합니다.
경심의 위치는 물체가 물에 떠 있을 때 그 안정성을 평가하는데 사용됩니다. 경심이 무게 중심보다 높을 경우, 물체는 안정적이라고 할 수 있습니다. 이는 물체가 기울었을때 자동으로 원래의 상태로 돌아오려는 성질을 가지기 때문입니다. 물체가 기울면 부력의 작용점이 변화합니다. 이 변화하는 부력의 중심이 원래 물체의 중심축을 벗어나면서 경로를 그리는데, 이 경로가 물체의 중심축과 만나는 점이 경심입니다. 물체가 기울었을 때, 경심이 무게 중심을 기준으로 얼마나 높이 위치 하느냐에 따라 물체의 복원력과 안정성이 결정됩니다.
선박과 같은 부유체를 설계할 때, 설계자들은 경심을 적절히 고려하여 선박이 쉽게 전복되지 않도록 합니다. 이는 선박의 안전성을 크게 증가시키는 요소입니다.