안녕하세요.
제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.
어린 아이가 트램펄린을 하고 있습니다. 트램펄린에는 스프링과 탄력있는 매트가 있어서 이렇게 높은 점프를 뛸 수 있게 해주죠. 이렇게 스프링이나 고무줄에서 받는 힘을 '탄성력'이라고 합니다. 여러가지 힘 중 탄성력에 대해서 알아보도록 해요.
▶ 우리가 배울 6가지 힘
1) 중력 [gravity, 重力]
2) 자기력 [magnetic force, 磁氣力]
3) 전기력 [electric force, 電氣力]
4) 탄성력 [elasticity force, 彈性力]
5) 마찰력 [frictional force, 摩擦力]
6) 부력 [buoyancy, 浮力]
*** 탄성력 [elasticity force, 彈性力]
탄성(彈性)이란 모양이 변한 물체가 원래 모습으로 돌아가려는 성질입니다. 용수철, 고무와 같이 탄성을 가진 물체를 탄성체(彈性體)라고 합니다.
'탄성력'이란 모양이 변한 물체가 원래 모양으로 되돌아가려는 힘입니다.
간단한 용수철 그림을 그려서 탄성력의 특징을 알아볼게요.
용수철을 10N의 힘으로 오른쪽으로 당기면, 원래 모양으로 되돌아가기 위해 왼쪽으로 탄성력이 10N 만큼 생깁니다.
또 용수철을 5N의 힘을 주어 왼쪽으로 누르면, 오른쪽으로 5N 만큼의 탄성력이 생기죠.
탄성력은 탄성체에 준 힘의 방향과 반대로, 같은 크기의 힘으로 작용합니다.
탄성력을 높이기 위해서는 탄성체에 큰 힘을 주어서 모양을 많이 변형시키면 되겠죠. 트램펄린을 할 때 점프를 뛸 수록 점점 높이가 높아지는 이유가 바로 이것입니다.
■ 용수철 저울의 사용
탄성력의 원리를 이용해서 물체의 무게를 잴 수 있습니다. 용수철 저울에 물체를 매달면 물체의 무게만큼 용수철이 늘어나게 되겠지요. 이 늘어난 길이를 측정해서 물체의 무게를 알 수 있답니다.
예를 들어 1N인 물체를 달았을 때 1cm가 늘어나고, 2N인 물체를 달았을 때는 2cm가 늘어나는 용수철 저울이 있다고 합시다.
무게를 모르는 물체를 달았을 때 늘어난 길이가 7cm라면 물체의 무게는 얼마일까요?
네, 바로 7N이 되겠지요.
용수철의 늘어난 길이는 물체의 무게에 비례하기 때문입니다.
원리가 아주 간단하죠? ^^
우리가 매일 사용하는 침대, 머리를 묶는 고무줄, 공부할 때 사용하는 샤프, 볼펜도 모두 탄성력을 이용한 도구입니다. 탄성력의 특징과 원리를 꼭 기억해주세요!
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