청소년을 위한 교양 유체역학

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2026년 01월 08일 출간

작품소개

책소개

물은 어떻게 수도꼭지에서 흘러나올까. 비행기는 무엇으로 하늘을 날 수 있을까. 이런 일상의 궁금증에서 시작되는 유체역학은 우리 주변 모든 곳에 존재한다. 공기와 물의 움직임을 다루는 이 학문은 항공우주공학부터 의료기기까지 현대 문명의 핵심 기술들을 뒷받침한다. 하지만 대학에서 배우는 유체역학은 복잡한 수식과 이론으로 가득해 많은 학생들이 어려워한다. 이 책은 고등학생도 이해할 수 있도록 유체역학의 모든 개념을 일상의 사례와 함께 풀어내어 설명한다. 아르키메데스의 목욕탕에서 시작된 부력의 발견부터 현대의 전산유체역학까지, 유체역학의 전체 여정을 하나의 이야기로 엮어냈다.

이 책은 총 23개의 챕터로 구성되어 유체역학의 전 분야를 체계적으로 다룬다. 유체의 기본 성질과 압력 개념에서 시작해 정지한 유체와 움직이는 유체의 특성을 살펴본다. 연속방정식과 베르누이 방정식 같은 핵심 이론들을 에너지 보존의 관점에서 직관적으로 설명하고, 점성과 경계층 이론을 통해 실제 유체의 복잡한 거동을 이해한다. 관 내부 유동과 물체 주변 유동을 구분해서 다루며, 압축성 유동과 다상유동까지 포함한다. 펌프와 터빈 같은 유체기계의 작동 원리와 설계 방법도 상세히 설명한다. 마지막에는 최신 기술인 전산유체역학과 미래의 유체역학 응용 분야까지 소개하여 완전한 학습 과정을 제공한다.

각 개념은 구체적인 사례와 실험을 통해 설명된다. 골프공의 딤플이 비행 거리에 미치는 영향, 항공기 날개의 양력 발생 원리, 펜션의 수도시설 설계 원리 등 친숙한 예시들이 복잡한 이론을 쉽게 만든다. 수식은 최소화하고 물리적 의미를 중심으로 설명하여 수학적 부담을 줄였다. 그리스 시대부터 현재까지의 역사적 발전 과정을 통해 각 이론이 어떻게 발견되고 발전했는지도 함께 다룬다. 오스본 레이놀즈의 염료 실험, 다니엘 베르누이의 에너지 이론, 루트비히 프란틀의 경계층 발견 등 과학사의 중요한 순간들이 이론 학습과 자연스럽게 연결된다. 각 챕터마다 실생활 응용 사례를 풍부하게 제시하여 이론과 실제의 연결고리를 명확히 한다.

이 책을 통해 독자들은 자연현상을 과학적으로 이해하는 안목을 기를 수 있다. 샤워기에서 나오는 물줄기의 모양이 왜 변하는지, 고속도로에서 대형트럭을 앞지를 때 느끼는 흡입력의 정체가 무엇인지, 태풍의 눈이 어떻게 형성되는지 등을 과학적 원리로 설명할 수 있게 된다. 공학 분야로 진학을 생각하는 학생들에게는 대학 과정의 기초를 탄탄히 다질 수 있는 기회를 제공한다. 또한 첨단 기술 사회에서 살아가는 모든 사람에게 필요한 과학적 사고력을 기를 수 있도록 도움을 준다. 복잡해 보이는 현상들 속에서 단순하고 아름다운 물리 법칙들을 발견하는 즐거움을 경험할 수 있을 것이다.

* 이 책은 (주)GAI 시스템의 AI 기반 원고 교정 시스템 기술을 활용하여 교정 및 편집 보조 과정을 거쳤으며, 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.

목차

1. 유체의 세계로 떠나는 여행
2. 유체의 기본 성질들
3. 유체 속 압력의 비밀
4. 정지한 유체의 힘
5. 움직이는 유체의 기하학
6. 연속의 법칙
7. 베르누이의 놀라운 발견
8. 운동량과 충격의 힘
9. 점성이 만드는 세계
10. 층류에서 난류로
11. 경계층의 신비
12. 관 속을 흐르는 유체
13. 물체 주변의 유동
14. 압축성 유동의 세계
15. 차원해석과 상사법칙
16. 펌프가 만드는 힘
17. 터빈이 얻는 에너지
18. 열과 물질의 이동
19. 유동의 불안정성
20. 다상유동의 복잡성
21. 유체계측의 기술
22. 전산유체역학 입문
23. 미래의 유체역학

인물정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.