탄성력 (훅 법칙)
Elastic force (Hooke's law)
용수철에 추를 하나 더 달면 용수철은 얼마나 더 늘어날까요?
무슨 일이 일어났나
용수철이나 고무줄을 늘이면 원래 길이로 돌아가려고 당기는 힘이 생깁니다. 이 힘을 탄성력이라고 합니다.
NASA 는 용수철이 내는 힘이 늘어나거나 줄어든 정도에만 달렸다고 설명합니다. 잉글랜드 과학 교육과정(KS3)은 힘과 늘어난 길이가 곧게 비례하는 관계를 다루고, 훅 법칙을 그 특별한 경우로 적습니다.
시뮬레이터의 용수철(용수철 상수 10 N/m)에 100 g 추를 달면 추의 무게 0.981 N 을 버틸 때까지 9.81 cm 늘어나 멈추고, 200 g 이면 19.6 cm 에서 멈춥니다.
용수철 상수 k 는 용수철마다 다릅니다. 같은 100 g 추라도 k 가 20 N/m 인 단단한 용수철은 절반인 4.90 cm 만 늘어납니다.
NASA 는 고무줄이 훅 법칙을 꼭 맞게 따르지는 않는다고 적습니다 — 이 비례는 용수철을 알맞은 범위에서 늘일 때 잘 맞는 규칙입니다.
💡 생활 속 예시
- 딸깍 누르는 볼펜 속 작은 용수철은 깊이 누를수록 손가락을 더 세게 밀어 올립니다.
- 침대 매트리스 속 용수철은 무거운 사람이 누운 자리일수록 더 많이 눌려 몸무게를 받칩니다.
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
누가 왜 찾았나
영국의 로버트 훅(Robert Hooke, 1635–1703)은 늘어나거나 휜 물체가 «되돌아가는 힘(potentia restitutiva)» 을 다룬 강의를 남겼습니다. 스미스소니언 도서관 기록에 따르면 이 강의는 1679 년 런던에서 나온 강의 모음 『Lectiones Cutlerianæ』에 들어 있고, 모음 안의 각 부에는 1674–1678 년이 찍혀 있습니다. 용수철을 늘인 만큼 되돌아가는 힘이 커진다는 그의 생각이 오늘 훅 법칙이라 부르는 규칙입니다.
확인된 값
- 힘과 늘어난 길이가 비례 — 훅 법칙은 그 특별한 경우 (잉글랜드 KS3 과정)
- F ∝ x 출처
- 용수철이 내는 힘은 늘어나거나 줄어든 정도에만 달렸다
- depends on stretch or compression 출처
- 훅의 용수철 강의 «Lectures de potentia restitutiva» 가 든 강의 모음
- Lectiones Cutlerianæ 출처
- 그 강의 모음이 런던에서 나온 해
- 1679 출처
- 강의 모음 안 각 부에 찍힌 해
- 1674–1678 출처
- 로버트 훅(Robert Hooke)이 산 해
- 1635–1703 출처
- 고무줄은 훅 법칙을 꼭 맞게 따르지는 않는다
- approximately 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 힘의 작용 [9과05-02]
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Forces
- 호주 v9 · AC9S7U04
출처
- https://assets.publishing.service.gov.uk/media/5a7d563de5274a2af0ae2ffa/SECONDARY_national_curriculum_-_Science_220714.pdf(확인 2026-11-12)
- https://pwg.gsfc.nasa.gov/stargaze/Lmass.htm(확인 2026-11-12)
- https://www.sil.si.edu/ondisplay/heraldsofscience/Heralds_books.cfm?category=physics(확인 2026-11-12)
- https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/people/cp43169/robert-hooke(확인 2026-11-12)
- https://www.nasa.gov/stem-content/classroom-combo-rolling-with-newtons-laws/(확인 2026-11-12)
- https://id.loc.gov/authorities/n50028929(확인 2026-11-12)
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