3. 실험의 이론 → ◆후크의 법칙 용수철은 탄성을 가진 강철선을 나선형으로 꼬아서 만든 것으로 그것이 성형된 처음의 길이에 비하여 훨씬 큰 길이 변화에서도 복원력을 내게 되어 있다. 길이가 변할 때 강철선이 비틀리게 되는데 비교적 길이변화가 크더라도 비틀리는 정도는 선형성을 유지하는 한계 내에 있어 용수철저울처럼 힘이나 무게의 측정에 쓰인다. 용수철의 복원력은 평형위치에서 벗어난 길이에 비례한다. 이를 후크의 법칙이라 하고 비례계수를 용수철상수라 한다. 즉, 후크 법칙은 물체에 가해진 하중과 그로 인해 발생하는 변형량과의 관계를 나타내는 고체역학의 기본법칙으로서 1678년 영국의 R.훅이 용수철의 늘어남에 대한 실험적 연구를 통해 발견하였다. 용수철 상수는 용수철의 재질이나 형태에 따라 달라지는데 센 용수철 같은 변형시키기 힘든 강한 용수철은 이 용수철 상수가 큰 값을 갖는다. 즉, 어떤 임의의 물체에 하중이 가해지면 어느 한계에 이르기까지는 변형량이 하중에 선형적으로 비례한다는 법칙이다. 응력(Stress)이 , 변형률(Strain)이 , 탄성계수(Elastic Modulus)가 로 표시될 때 후크 의 법칙을 수식으로 나타내면 아래와 같다.
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