막대의 영률 측정실험

◈ 영 률 (Young`s modulus)
영탄성률이라고도 하며, 18세기 영국의 의사이자 물리학자인 토머스 영의 이름을 딴 상수이다. 길이방향으로 장력이나 압축력을 받은 금속막대가 다시 원형으로 되돌아가는 경우와 같이 어떤 고체가 오직 한 방향으로만 장력이나 압축력을 받을 때 나타내는 탄성을 표시한다. 영률은 길이방향의 장력이나 압축력을 받은 물질이 길이 변화에 견디는 능력을 측정한 것으로, 길이방향으로 가해진 변형력을 변형률로 나눈 것이다. 장력이 가해진 금속막대의 경우 변형력과 변형률은 다음과 같이 나타낼 수 있다. 단면적 A인 금속막대의 양끝을 힘 F로 당긴다면 막대는 본래길이 Lo로부터 Ln으로 늘어난다. 동시에 단면적은 작아진다. 변형력은 장력을 단면적으로 나눈 비인 F/A로 나타낼 수 있다. 변형률 또는 상대적 변형은 길이의 변화량인 (Ln－Lo)를 본래의 길이 Lo로 나눈 (Ln－Lo)/Lo로 나타낼 수 있다. 변형률의 단위는 차원이 없다. 따라서 영률은 수학적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다. 이것은 훅의 법칙의 특수형태이다. 영률의 단위는 N/㎡이며, 영국식 단위계에서는 lb/in2 이다. 알루미늄의 경우 영률은 약 7.0×1xxxN/㎡이다. 강…(생략)