압력 경도력 문서 원본 보기

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[[유체역학]]에서 기압 경도력 또는 '''압력 경도력'''({{lang|en|pressure-gradient force}})은 표면을 따라 [[압력]]의 [[기울기 (벡터)|변화]]가 있을 때 작용하는 [[힘]]이다. [[압력]]은 정의상 단위 면적당 작용하는 힘이므로, 압력이 다르면 힘이 다르다는 뜻을 내포하며, 이 경우 [[뉴턴 운동 법칙]]에 따라 [[가속도]]가 발생한다. 발생하는 힘은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하며, [[유체]]가 [[정적 평형 상태|평형 상태]]에 있을 경우 ([[알짜힘]]이 0인 경우) [[정역학적 평형]]이라고 부른다. 예를 들어 [[지구 대기권]]의 경우, [[대기압]]은 고도가 증가함에 따라 감소하므로, 대기는 중력에 반대되는 방향의 압력 경도력을 받는다.

== 마그누스 효과 ==
[[마그누스 효과]]는 회전하는 물체가 유체를 통과할 때 발생하는 현상으로, 회전하지 않는 경우와 비교해 물체가 굴절되는 현상이다. 마그누스 효과는 회전하는 물체의 양 편에서 작용하는 압력 경도력의 차이로 해석할 수 있다.

== 공식화 ==
밀도 <math>\rho</math>, 높이 <math>dz</math>, 표면적 <math>dA</math>의 유체 덩어리가 있을 때, 이 덩어리의 질량은 <math>m = \rho \, dA \, dz</math>으로 쓸 수 있다. 뉴턴 운동 법칙 <math>F = m a</math>에 따라, 압력 차이 <math>dP</math>(<math>z</math> 방향만 고려)를 힘으로 표현할 수 있다. <math> F = - dP \, dA = \rho a \, dA \, dz</math>

압력 차이로 인해 발생하는 가속도는 다음과 같이 표현할 수 있다.<math display="block">a = -\frac{1}{\rho} \frac{dP}{dz}</math>통상 압력 경도력의 영향은 힘 대신 가속도의 형식으로 표현한다. 압력 <math>P</math>를 더 일반화하면 다음과 같이도 표현할 수 있다.<math display="block"> \vec{a} = -\frac{1}{\rho} \vec\nabla P</math>따라서 힘의 방향은 압력이 제일 급격하게 증가하는 방향의 반대 방향이다.

== 각주 ==
* Roland B. Stull (2000) ''Meteorology for Scientists and Engineers'', Second Edition, Ed. Brooks/Cole, {{ISBN|0-534-37214-7}}.

[[분류:유체동역학]]
[[분류:대기역학]]