양력

일반적인 양력에 대한 설명은 다음과 같다.

비행기 날개는 위쪽이 둥글고 아래쪽이 평평하다. 이때 위와 아래를 지나는 공기의 유속이 달라지게 되는데 위쪽이 더 빠르다.
유속이 빠른 공기는 압력이 작아지게 되므로 위쪽으로 끌어올려지는 힘이 생기게 된다. 이 힘을 양력이라고 하고 이 힘이 중력보다 커지면 기체는 위로 뜨게 된다.

나는 한동안 공기의 속력이 빨라지면 왜 압력이 감소하는지에 대해서 의문을 가지고 있었다. 그것에 대해 생각하다가 그 의문을 해결했다. 누군가 벌써 오래전에 생각했을 내용이지만 적절히 소개하는 글을 보지 못해 이렇게 적는다.

분자운동에 관하여 알고 있다면, 온도는 운동에너지 이다 라는 사실을 알고 있을 것이다.
분자 자체의 질량이 늘어나지 않으므로, 온도가 일정하다면 기체 분자의 속도가 일정하다는 사실에 동의할 수 있다.

또 한가지, 압력은 기체 분자가 표면에 부딫히며 운동량이 변화하고, 그 운동량 변화(= 힘 )가  단위 면적당 얼마인가가 압력이 된다. (압력 = 힘/면적)

흐르지 않는 공기는 모든 방향으로 동일한 비율로 움직이기 때문에 모든 방향으로 동일한 압력을 가지게 된다.
하지만, 흐르는 공기는 그 방향으로의 속도를 가지는 분자들이 많다는 것이고, 그만큼 다른 방향으로 속도를 가지지 않게 된다는 말이 된다. 즉, 다른 방향으로는 압력이 줄어든다는 말이다.

이것이 양력의 원리이다. 일반적인 양력의 원리에 대해서 취약할 수 있는 이해의 부분에 대해서 적어봤다.