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용수철을연결하면? 용수철을 하나만 사용하는 경우에는 용수철에 힘을 주었을 때 훅의 법칙을 이용하여 용수철이 늘어나는 길이를 예측할 수 있습니다. 또 용수철 상수(k)를 확인하면 용수철에 가한 힘에 따라 용수철이 얼마나 늘어날지를 예측할 수 있습니다. 만약 용수철 두 개를 연결한다면 어떻게 될까요? 전구를 직렬과 병렬로 연결하는 것처럼 용수철도 직렬과 병렬로 연결하면 어떻게 되는지 알아봅시다. 용수철의 직렬 연결 용수철을 한 줄로 연결하는 것을 직렬 연결이라고 합니다. 용수철 두 개를 직렬로 연결하면 용수철을 한 개만 사용할 때와 비교하여 어떤 변화가 있을까요? ▲ 용수철의 직렬 연결(출처: 에듀넷) 만약 용수철 상수가 100N/m인 용수철에 10N의 힘을 주면 용수철은 0.1m 늘어나게 됩니다. 용수철 ..

저울의 역사 저울이란 물체의 무게나 질량을 재는 기계나 기구를 말합니다. 물체의 무게나 질량을 잴 때는 용수철의 성질, 수평잡기의 원리 등 다양한 방법을 이용하여 무게를 잽니다. 저울은 점점 발달하여 다양한 기능을 가진 저울들이 나왔고 여러 곳에 쓰이고 있습니다. 우리나라에서 기원전 1000년 무렵에 청동으로 만든 생활용품들이 대량으로 생산되기 시작하였는데, 이 때 저울을 사용하였을 것으로 보입니다. 삼국시대에는 화폐가 없었으므로 물건의 무게로 가치를 따졌습니다. 무게를 재는 방법에 따라 이득을 보거나 손해를 보는 사람이 생겨 이를 막기 위한 방법이 필요했습니다. 따라서 백제에서는 ‘도시부’, 신라에서는 ‘시전’이라는 관청을 두어 도량형제도를 감독하도록 하였습니다. ‘삼국사기’, ‘삼국유사’의 기록과 삼..

저울의 종류와 원리 ■ 저울의 종류우리가 일상생활에서 사용하는 저울에는 여러 가지 종류가 있지만 그 원리에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다. 하나는 용수철을 이용하여 용수철의 길이가 잡아당기는 힘의 크기에 비례하여 늘어나는 성질을 이용하여 용수철이 늘어나는 부분에 바늘을 달아서 무게를 측정하는 저울입니다. 바늘이 눈금을 표시하거나 눈금판이 돌아가는 저울은 대부분 용수철이 사용된 저울입니다. 이러한 저울에는 가정용 저울, 체중계, 판지시 저울, 용수철 저울 등이 있습니다. 다른 하나는 지레를 이용하여 한쪽에는 측정하고자 하는 물체를 올려놓고, 다른 쪽에는 분동이나 추를 올려놓아 양쪽에 작용하는 힘이 균형을 이루어 수평이 되는 것을 이용하여 무게를 재는 저울입니다. 이러한 저울에는 양팔 저울, 윗접..

훅(Hooke)의 법칙 ■ 탄성의 크기탄성력이란 무엇일까요? 용수철을 한자로 쓰면 龍鬚鐵입니다. 여기서 용수(龍鬚)란 돌돌 말려 있는 용의 수염을 뜻하는데, 용의 수염은 잡아당겨서 펴졌다가도 잡아당기는 힘이 없어지면 원래의 돌돌 말린 모양으로 되돌아간다고 생각했습니다. 즉, 용수철이라는 이름은 용의 수염과 같이 모양이 변했을 때 원래의 모양으로 돌아가는 성질이 있다는 것을 나타내는 이름입니다. 이처럼 용수철을 당겼다가 놓으면 원래의 상태로 돌아가는 성질을 ‘탄성’이라고 하며 우리 주변에서 탄성을 가지고 있는 물체를 이용하는 경우를 쉽게 찾을 수 있습니다. 또한 탄성을 가진 물체를 탄성체라고 하며, 탄성체의 모양을 변하게 하면 원래의 모양으로 돌아가려는 힘이 생기는데, 이러한 힘을 ‘탄성력’이라고 합니다...

탄성의 이용 ■ 탄성을 이용하는 물체탄성체가 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...