용수철

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나선형 용수철
압축형 용수철은 압축할 때 에너지를 축적한다.

용수철(龍鬚鐵)은 기계 에너지를 축적하는 데 쓰이는 탄력이 있는 물체이다. 용수철은 보통 강철로 만든다.

역사[편집]

코일이 없는 단순한 용수철은 인류 역사 속에서 화살과 같은 데에 사용되었다. 청동기 시대에는 여러 문화에 핀셋이 널리 쓰인 것으로 보아 더 복잡한 용수철 장치들이 사용되었음을 알 수 있다. 알렉산드리아의 크테시비우스는 주석의 비중을 높여 청과 합금하여 주조한 뒤에 두들겨 단단하게 만들어냄으로써 용수철과 같은 특성이 있는 청동을 만드는 방법을 개발하였다.

코일 형태의 용수철은 15세기에 나타났다.[1] 최초의 용수철로 동작하는 회중 시계는 1524년에 피터 헨레인이 발명하였다. 이에 이어 1556년에는 Taqi al-Din과 헨레인이 용수철로 동작하는 시계를 처음 만들어 냈다. 또, 1559년에는 al-Din이 용수철로 동작하는 천문 시계를 처음으로 발명하였다.[2][3] 크리스티안 하위헌스도 1675년에 용수철을 발명하였다. [4]

물리학적 성질[편집]

가한 힘에 대하여, 변형된 길이를 탄성 계수라고 정의한다. (단위: lbf/in (인치 당 파운드) 혹은 N/m(미터 당 뉴턴))

직렬로 연결된 용수철의 탄성 계수는 각각의 용수철의 탄성계수의 역수의 합의 역수와 같다. 병렬로 연결된 용수철의 탄성계수는 각각의 용수철의 탄성계수들의 합과 같다.

훅 법칙[편집]

 F=-kx, \

단순 조화 진동자[편집]

어원[편집]

동양의 한자문화권에서 쓰는 龍鬚鐵(용수철)은 용수(龍鬚)의 성질을 가진 쇠를 가리킨다. 이때 용수는 돌돌 말린 용의 수염을 일컫는데, 이 용의 수염을 잡아 당겨 곧게 펴더라도 돌돌 말린 모양으로 되돌아간다고 전해진다. 용수철이란 이름은 이러한 탄성체의 복원력을 빗대어 붙여진 이름이다.

참조[편집]

  1. Springs How Products Are Made, 14 July 2007.
  2. Salim Al-Hassani (19 June 2008). The Astronomical Clock of Taqi Al-Din: Virtual Reconstruction. FSTC. 2008년 7월 2일에 확인.
  3. Donald Routledge Hill and Ahmad Y Hassan. Engineering in Arabic-Islamic Civilization. 《History of Science and Technology in Islam》. 2008년 7월 3일에 확인.
  4. 페르낭 브로델 (1995). 〈제6장 기술의 보급: 혁명과 지체〉, 《물질문명과 자본주의Ⅰ-2 일상생활의 구조 下》, 주경철 옮김, 서울: 까치, 618쪽. ISBN 89-7291-084-8 “... 시계 제조에 큰 영향을 미쳤던 호이헨스의 발명(시계추 발명 1656-1657, 용수철 발명 1675)이나...”

같이 보기[편집]