세상의 모든 고체는 모두 탄성이 있는건가요?
모든 고체 즉, 사람포함 돌, 암석, 쇠, 나무 같은 것도 탄성이 있는건가요? 쇠,돌, 다이아몬드 처럼 아주 강도가 센 고체의 탄성력은 높은건가요? 낮은건가요? 탄성력이 없다고 할 수있나요?
안녕하세요.
모든 고체는 물리적으로 일정한 탄성력을 가지고 있습니다. 고체의 탄성(Elasticity)은 외부에서 힘이 가해졌을 때, 일정 범위 내에서는 변형을 유지하다가 힘이 제거되면 원래 형태로 되돌아가려는 성질 입니다. 이때의 변형 범위를 탄성 한계(Elastic limit)라고 하며, 이 한계 안에서의 변형은 되돌릴 수 있습니다. 그러나 고체의 종류와 구조에 따라 탄성의 크기와 성질은 크게 달라집니다.
강도 높은 고체, 예를 들어 금속, 돌, 다이아몬드 같은 경우도 탄성을 지니고 있습니다. 다이아몬드는 매우 높은 강도를 가지지만, 동시에 특정한 탄성 한계를 가지고 있어, 미세한 힘이 가해졌을 때는 변형 후 다시 원래 상태로 복귀하려는 특성을 보입니다. 그러나 이러한 강도가 높은 물질은 탄성력, 즉 탄성 계수가 높은 경우가 많습니다. 이는 외부의 변형력에 대해 저항하는 힘이 크다는 의미이며, 이를 수치로 나타낸 탄성 계수(ex : 영률, Young`s modulus)가 큽니다. 높은 탄성 계수를 가진 고체는 쉽게 변형되지 않지만, 일정 범위 내에서는 탄성을 유지합니다.
강철과 같은 고체는 탄성 한계 내에서 잘 변형되지 않지만, 힘을 가하면 미세하게 변형된 후, 힘이 제거되면 원래 상태로 돌아갑니다. 따라서 '탄성이 없다'고 할 수는 없습니다. 단, 물질에 따라 그 범위가 작을 수 있으며, 강도가 높다고 해서 반드시 큰 탄성 변형이 일어나는 것은 아닙니다. 강도가 높은 고체는 대체로 변형에 대한 저항이 커 쉽게 변형되지 않지만, 매우 미세한 범위 내에서 탄성을 가지고 있다고 할 수 있습니다.