탄성의 이용

탄성의 이용 

■ 탄성을 이용하는 물체

탄성체가 가지고 있는 탄성은 우리 주변에서 여러 가지 물체에서 이용되고 있습니다. 우리 주변에서 탄성을 이용하고 있는 것에는 어떤 것이 있는지 알아보고, 탄성을 이용하는 대표적인 물체인 용수철 저울에 대해 자세하게 알아봅시다.

 

우리 주변에서 탄성을 이용하는 물체는 쉽게 찾을 수 있습니다. 탄성을 이용하는 물체 중에는 고무줄이나 용수철을 이용하는 경우도 있고, 그 외의 탄성체를 이용하는 경우도 있습니다. 고무줄과 용수철을 이용하는 물체에는 고무풍선, 머리끈, 허리 부분이 고무줄로 된 바지, 번지점프용 줄, 완력기, 트램펄린, 용수철 저울 등이 있습니다. 고무줄이나 용수철이 아닌 탄성체를 이용하는 물체로는 장대높이뛰기용 장대, 양궁용 활, 스펀지, 다이빙대 등이 있습니다.

 

▲탄성을 이용하는 물체(왼쪽: 번지점프, 오른쪽: 트램펄린)(출처: 에듀넷)

■ 용수철 저울

용수철에 물체를 매달고 난 후 용수철이 움직이지 않고 정지해 있을 때, 용수철의 탄성력은 용수철에 매달린 물체의 무게와 그 크기가 같습니다. 따라서 용수철의 탄성력을 안다면 용수철에 매달린 물체의 무게를 알 수 있습니다. Hooke의 법칙에 따르면 용수철의 탄성력은 용수철이 늘어난 길이에 비례합니다. 따라서 용수철이 얼마나 늘어났는지를 측정하면 용수철에 매달린 물체의 무게를 알 수 있습니다. 이러한 성질을 이용한 것이 바로 용수철저울입니다.

 

 

▲용수철저울과 그 구조(출처: 에듀넷)

그중에 과학 시간에 사용하는 용수철저울은 손잡이, 영점 조절 나사, 용수철, 표시자, 눈금, 고리로 구성되어 있습니다. 과학실에서 사용하는 용수철저울을 살펴보면 최대로 측정할 수 있는 무게의 한계가 표기되어있는 것을 알 수 있습니다. 이것은 용수철저울에 사용된 용수철의 탄성 한계가 달라서, 최대로 측정할 수 있는 무게의 한계가 다르다는 것을 나타내기 위한 것입니다. 용수철의 탄성 한계보다 무거운 것을 용수철에 매달면 용수철의 탄성이 사라지기 때문에 용수철저울은 측정할 수 있는 무게의 범위가 다르게 됩니다. 따라서 용수철저울로 물체의 무게를 측정할 때는 용수철저울이 잴 수 있는 무게의 범위가 얼마인지 확인한 후, 무게를 측정하고자 하는 물체의 무게에 맞는 것을 사용해야 합니다. 

[자료출처: 에듀넷]