1678년물리학

훅의 탄성 법칙

로버트 훅이 용수철에 가해진 힘은 늘어난 길이에 비례하고 방향은 반대라는 탄성 법칙을 발표해 재료역학의 초석을 놓았다.

“용수철은 당기는 힘에 정비례해 늘어나고, 언제나 원래 자리로 돌아오려 한다.”

이야기의 시작

용수철 하나에 숨어 있던 자연의 비밀이 수식 하나로 드러났다.

용수철이 늘어나는 것은 경험으로 알았지만, 힘과 변형 사이에 정확한 수학적 관계가 있다고 생각한 사람은 없었다.

용수철을 당기는 힘과 늘어나는 길이 사이에 어떤 수학 법칙이 숨어 있을까?

훅은 실험을 통해 용수철의 복원력이 변형량에 정확히 비례하며, 방향은 항상 반대임을 밝히고 F = -k·x 로 표현했다.

단순한 기계 부품처럼 보이던 용수철이 자연의 정밀한 법칙을 담고 있다는 사실에 동료 학자들이 놀랐다.

시계 태엽·저울·현악기 등 수많은 기계와 악기의 설계 원리가 됐고, 훗날 재료역학과 구조공학의 토대가 마련됐다.

자동차 서스펜션, 운동 기구, 건축 내진 설계까지 훅의 법칙은 현대 공학 곳곳에 살아 있다.