\rho와 A에 비례하고, \vec{v}와 방향이 반대이고, |v|에 따라 크기가 달라지는 drag force \vec{F}_d를 Taylor 급수 꼴로 좀 더 일반적으로 쓰면
\vec{F}_d = \rho A (-\vec{v} / |v|) (C1 |v| + C2 |v|^2 + C3 |v|^3 + ...)
이렇게 되는데, 1차항이 가장 dominant하면 선형으로 근사할 수 있을 듯.
ㄴㄴ. 좀 더 부연설명하자면,
1. v가 매우 큰 경우: 난류가 생기거나 steady state가 잘 안만들어지는 등의 이유로 F_d를 v의 함수로 쓸 수 없음.
2. v가 그렇게 크지 않은 경우: steady state만 생각했을 때 F_d를 v의 함수 F_d(v)로 쓸 수 있음. F_d(v=0) = 0이고 F_d(v)는 해석함수라는 믿음을 바탕으로 위와 같은 급수전개를 시도할 수 있음. 다른 접근 방법으로는, 이상적인 경우에 대해 dimensional analysis를 수행하면 F_d = 0.5 \rho A C_D v^2임을 알 수 있는데, 여기서 C_D는 사실 v에 따라 달라짐. 레이놀즈 수가 어느 정도 큰 영역대에서는 C_D가 거의 상수가 되어서 F_d는 v^2에 근사적으로 비례하게 되는거. 위에서 시도한 테일러 급수 전개는 F_d = 0.5 \rho A C_D(v) v^2에서 C_D(v)를 로랑 급수 전개한거와 같음을 볼 수 있음.
3. v가 매우 작은 경우: F_d(v)의 테일러 급수 전개에서 second order term의 기여조차 무시할 수 있게 되고, F가 근사적으로 v에 비례함. 이 영역대에서는 C_D(v)가 근사적으로 v^-1에 비례함.
스토크스 경이 유체 내에서의 진자 운동을 연구한 바가 있어서, 구형 물체 등에 관해서는, 진자 실험 할 때처럼 속도가 썩 빠르지 않다 보니 레이놀즈 수가 작다는 가정 하에 v에 정비례하는 Stokes' Law 가 있긴 하는데 ㅋㅋ..이거는 당연히 알 법한 거고 아마 구형이 아닐 테니..