일반기계기사 유체정역학 — 압력중심·회전 유체 p∝r²·부력·기압계

정수압은 수심에 비례해 증가한다. 그래서 유체에 잠긴 경사진 판이나 수직 원형판에 작용하는 정수압의 합력 작용점(압력중심)은 면적 도심보다 항상 아래(깊은 쪽)에 위치한다 — 압력 분포의 모멘트 균형에서 나오는 결과이며, 도심과 일치하거나 위쪽에 있다는 설명은 오답이다. 회전하는 유체에서는 원심력이 더해진다 — 액체가 수직축 둘레를 일정한 각속도로 강체처럼 회전하면 바닥면의 압력은 회전축에서의 거리 r에 대해 p∝r²으로 제곱 비례 증가한다(선형 증가나 감소가 아니다). 수치로는 반지름 1 m·높이 2 m 원통에 물을 가득 채우고 각속도 3 rad/s로 회전할 때 중심축 바닥면의 게이지 압력은 약 0.151 bar다 — 자유수면이 포물선을 그리며 원심력 수두만큼 압력이 변하기 때문이다.

부력과 기압계도 같은 세트에 나온다. 부력은 정지 유체 내 물체 표면에 작용하는 압력 분포의 합력으로, 그 크기는 물체가 배제한 유체의 무게와 같다(물체 자체의 무게가 아니다). 기압계를 물로 만들면 대기압 P=ρgH에서 밀도가 수은(약 13.6 g/cm³)의 약 1/13.6이어서 물기둥 높이가 약 10 m로 지나치게 높아져 실용적이지 못하다 — 밀도가 낮을수록 같은 압력을 지탱하는 기둥이 높아진다. 점성의 온도 의존성도 물어본다 — 액체는 온도가 상승하면 분자 간 응집력이 약해져 점성계수가 감소한다(기체와 반대 방향의 원리로 혼동이 단골 오답).