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Date 2016/10/17 00:39:55
Name 리들
Subject [질문] 양궁에서 활의 탄성에너지 관련 질문입니다.
양궁에서 활 시위의 장력이야길 하다가 문득 궁금해졌는데요.

양궁에서 당겨준 힘이 줄의 장력으로 작용하고
그리고 줄에 저장된 퍼텐셜 에너지가 나중에 화살의 운동에너지로 전환되는 것으로 알고있습니다.

1. 그런데 일반적으로 용수철 이야기할때 훅의 법칙 F = - kx를 적용하는데, 이게 양궁에서의 활시위에도 똑같이
적용될 수 있을까요?

즉 만약 장력이 100N정도라면, 줄의 탄성계수를 준다면 늘어난거리 계산해서

줄의 탄성에너지까지 계산할 수 있는것일까요? (물론 이때, 활시위를 잡아당긴 거리와 줄이 늘어난 길이 x는 다르다고 봐야겠죠?)


2. 또 줄을 잡아당기는 힘과, 줄에 작용하는 장력 또한 다르다고생각해야겠죠? 즉 줄에 걸리는 장력이 100N이라고해서
화살을 잡아당기는 힘이 100N이 아닌거겠죠?


이부분이 궁금해지네요. 그림이 없으니 설명하기가 힘든거같은데... 답변해주시면 정말 감사하겠습니다 ^^;

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16/10/17 00:57
수정 아이콘
음... 저도 잘 아는것은 아니지만, 일단 활시위가 늘어나면서 힘이 작용하는것은 아닐껍니다.
오히려 활시위는 늘어나지 않아야 될꺼고, 힘은 활대의 탄성력에서 나올꺼에요...
16/10/17 01:07
수정 아이콘
활에 작용하는 힘이 상당히 복잡적인걸로 알고있기는 하지만,
활시위가 아예 늘어나지 않는다면 시위를 잡아당길수가 없지않나요?
줄이 아예 늘어나지않는다면 활시위를 당길수가 없지않나 싶은데요.
작용하는 힘이 줄의 탄성에너지 뿐만은 아니겠지만요.
16/10/17 08:17
수정 아이콘
활 쏴본적이 오래되어서 가물가물합니다만 기억나는데로 적어보자면 시위는 탄력이 있어도 되지만 없어도 됩니다.
그래서 얇은 철사꼬아서 시위로 쓰기도 합니다. 오히려 탄력이 너무 크면 정확히 조준이 안됩니다.
시위를 당기면 활대가 휘어지고 그 탄성으로 쏜다고 봐야할 겁니다.
16/10/17 12:37
수정 아이콘
감사합니다. 도움이 되었습니다~
자유의영혼
16/10/17 02:14
수정 아이콘
1. 훅의 법칙은 에너지가 아니라 늘어난 거리에 따라서 복원력이 비례한다는 얘기.. 즉 '위치-에너지' 관계 공식이 아니라 '위치-힘'에 관한 공식입니다.
활대는 고정이고 활시위만 늘어난다는 단순한 모델을 적용하면.. 줄이 늘어난 거리만 가지고 화살에 작용하는 힘이 얼마나 되는지 쉽게 계산할 수 있지요. 활시위와 화살의 각도를 고려해서 계산하면 됩니다. 그리고 활시위를 놓았을 때 화살에 작용하는 '힘'을 적분하면 화살이 얼마만큼의 '에너지'를 가지게 되는지 계산 가능하구요.
2. 네 각도에 따라 달라집니다.
16/10/17 02:31
수정 아이콘
즉 줄에 작용하는 장력과, 줄의 탄성계수만 알수있다면
F = -kx를 적분해서 에너지를 계산할 수 있다는 말씀이시죠?
정말 감사합니다. 늘어나는 줄이라면 모두 용수철처럼 훅의법칙이 적용가능한것인지 궁금했습니다!
서쪽으로가자
16/10/17 12:17
수정 아이콘
위에 keycup 님 말씀처럼, 활시위가 늘어나는게 아니라 활대가 휘면서 활 시위를 놓았을 때 그 복원력으로 활을 쏘는게 아닐까 싶네요.
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