고무줄을 길게 당길수록 충격이 큰 이유는?
고무줄을 길게 당기면 길게 당길수록 놓았을때 맞으면 더 아픈이유가 궁금합니다. 물리 공식과 함께 설명해주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
고무줄을 길게 당길수록 놓았을 때
더 아프게 맞는 이유는 탄성 에너지 때문입니다.
고무줄을 당길 때 고무줄은
탄성 에너지를 저장합니다.
놓았을 때 저장된 탄성 에너지가
급격하게 방출되면서 피부에 충격을
가하여 통증을 유발합니다.
물리 공식을 이용한 설명
탄성 에너지(E)는
다음 공식으로 계산됩니다.
E = 1/2 kx^2
k 고무줄의 강성 계수
x 고무줄의 변형 길이
고무줄을 더 길게 당길수록 변형 길이(x)가 커집니다.
탄성 에너지(E)도 커집니다.
놓았을 때 저장된
탄성 에너지(E)가 급격하게 방출되면서
더 강한 충격을 가합니다.
더 아프게 맞는 것입니다.
고무줄을
1cm 당겼을 때 탄성 에너지가 1J라고 가정합니다.
고무줄을 2cm 당겼을 때 탄성 에너지는 4J가 됩니다.
2cm 당겼을 때 1cm 당겼을 때보다 4배 더 강한 충격을 가합니다.
고무줄의 강성 계수(k)는 고무줄의 재질
두께 길이에 따라 다릅니다.
같은 길이로 당겼다고 해도 고무줄마다
통증의 강도가 다를 수 있습니다.
고무줄을 길게 당길수록 더 아프게 맞는 이유는 탄성 에너지가
더 많이 저장되기 때문입니다.
놓았을 때 저장된 탄성 에너지가 급격하게 방출되면서
더 강한 충격을 가하여 통증을 유발합니다.
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안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.
고무줄의 경우 원래의 형태로 돌아가려는 탄성을 가지고 있습니다. 늘리면 늘릴 수록 탄성에 의한 에너지가 늘어나기 때문입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
고무줄을 길게 당길수록 충격이 큰 이유는 고무의 탄성 특성 때문입니다.
고무는 탄성이 높은 물질로, 힘을 가하면 처음 길어지고 그 힘이 사라지면 다시 본래 길이로 돌아옵니다. 고무줄을 길게 당길수록 내부에 저장된 탄력 에너지가 증가하고, 이 에너지는 고무줄을 놓았을 때 충격으로 방출됩니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
고무줄을 길게 당기면 놓았을 때 더 아픈 이유는 고무줄의 탄성에 기인합니다. 고무줄은 탄성이 높은 재료로 만들어져 있어서 당겼을 때 많은 에너지를 저장하고 있습니다. 그래서 고무줄을 길게 당기면 그만큼 많은 에너지가 축적되어 있게 됩니다.
그리고 고무줄을 놓게 되면 저장된 에너지가 방출되면서 고무줄이 원래 길이로 돌아가려고 합니다. 이때 고무줄의 탄성이 높기 때문에 많은 에너지가 방출되고 그에 따라 충격이 발생하게 됩니다. 따라서 고무줄을 길게 당길수록 충격이 더 크게 발생하게 됩니다.
이러한 현상은 훅의 법칙(Hooke's law)이라는 물리 법칙으로 설명할 수 있습니다. 이 법칙은 탄성체의 변형량과 복원력이 비례한다는 것을 말해줍니다. 즉 고무줄을 길게 당기면 그만큼 많은 에너지가 축적되고 놓았을 때 그 에너지가 방출되면서 충격이 발생하는 것입니다.
따라서 고무줄을 길게 당기면 충격이 더 크게 발생하게 되는 이유는 고무줄의 탄성이 높기 때문입니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물체에 힘을 주었을 때 모양이 변한 물체가 원래의 모양으로 되돌아가려는 힘을 탄성 력이라고 합니다. 고무줄도 동일합니다.고무로 만든 제품이 일정 힘을 가하여서 늘렸을때 다 시 원래로 돌아아오는데 그래서 더 길게 당기면 원래로 돌아오랴는 성질때문에 더 아픈것입니다.
