물리:차원분석

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물리:차원분석 [2016/02/10 22:38] – [참고문헌] admin물리:차원분석 [2023/09/05 11:29] – [참고문헌] admin
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 라고 추론할 수 있다. 물론 비례상수는 차원 분석에서 전혀 결정되지 않지만 이 경우 다행히 $O(1)$이어서 좋은 결과를 준다. 라고 추론할 수 있다. 물론 비례상수는 차원 분석에서 전혀 결정되지 않지만 이 경우 다행히 $O(1)$이어서 좋은 결과를 준다.
  
 +=====세 번째 예: 수면파의 속력=====
  
 +수면파의 속력을 결정 짓는 요소가 중력가속도 $g$, 수심 $h$, 파장 $\lambda$, 그리고 유체의 밀도 $\rho$라고 하자. 차원 분석을 통해 무차원수끼리 연결시켜보면
 +$$\frac{c}{\sqrt{gh}} = f\left( \frac{h}{\lambda} \right)$$
 +를 추측할 수 있다. 얕은 물에서는, 즉 $h/\lambda \to 0$에서는
 +$$c \sim \sqrt{gh} ~ f(0) \propto \sqrt{h}$$
 +이다. 물론 $f(x)$가 $x \to 0$로 가는 과정이 매끈한지는 차원분석만으로 알 수 없다.
 +
 +사실 길이 차원을 갖는 변수가 $h$ 말고 $\lambda$도 있으므로 아래처럼 적어도 된다:
 +$$c = \sqrt{g \lambda} \tilde{f} \left( \frac{h}{\lambda} \right).$$
 +이 때에 $h/\lambda \to 0$의 극한을 고려하려면 어떻게 해야 하는가?
 +상식적으로 이런 경우 $\lambda$는 $c$에 별 영향을 미치지 못할 것이다.
 +따라서 $x \to 0$에서 $\tilde{f}(x) \sim x^{1/2} f(x)$라면 $\lambda$에 관한 항이 상쇄되어 사라지고
 +최종 결과는 위에서 $f$만을 가지고 쓴 것과 일치한다.
 +
 +=====함께 보기=====
 +[[배규호:임계지수]]
  
 ======참고문헌====== ======참고문헌======
-  * John C. Cimbala and Yunus A. Çengel, 박운진 (외) 옮김, Cimbala & Çengel의 유체역학(지필, 서울, 2013). +  * John C. Cimbala and Yunus A. Çengel, 박운진 (외) 옮김, //Cimbala & Çengel의 유체역학// (지필, 서울, 2013). 
-  * [[http://www.trincoll.edu/~cgeiss/geos_112/dino_speed/geos_112_dinospeed.pdf|Can you outrun a dinosaur?]]+  * RMcNeill Alexander, //Principles of Animal Locomotion// [Princeton University Press, Princeton, NJ (2006)]
   * [[http://web.mit.edu/6.055/old/S2009/notes/hydrogen.pdf|Art of approximation in science and engineering]]   * [[http://web.mit.edu/6.055/old/S2009/notes/hydrogen.pdf|Art of approximation in science and engineering]]
 +  * Nigel Goldenfeld, //Lectures on phase transitions and the renormalization group// (Westview Press, Boulder, Colorado, 1992).
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