탄성이란 외부 힘으로 변형된 물체가 원래 모양으로 되돌아가려는 성질이다.

같은 힘을 줬을 때 늘어나는 정도는 물체에 따라 다르다. 늘어나는 정도를 수치로 표현한 것이 ‘탄성계수’다. 탄성계수가 높은 물체는 잘 늘어나지 않지만, 일단 늘어나면 훨씬 센 힘으로 원래대로 돌아간다.

탄성이 있다고 해서 무한정 늘어나진 않는다. 한계를 넘어서면 끊어지거나 탄성을 잃어버린다. 이를 ‘탄성한계’라고 부른다. 물체마다 탄성한계는 다르다. 대개 탄성계수가 큰 물체일수록 탄성한계는 작지만, 꼭 그렇지도 않다.

우리는 탄성이 필요한 곳의 쓰임새에 따라 적당한 탄성계수와 탄성한계를 가진 물체를 찾아 사용해야 한다. 과학자들은 산업 발달과 함께 탄성을 가진 물체를 끊임없이 발견하고 개량해 왔다.

예를 들어 단단한 자동차는 위험하다. 충돌할 때  충격을 전혀 줄여주지 못하기 때문이다. 자동차는 부서지지 않지만, 안에 타고 있는 승객은 충격을 견디지 못하는 것이다. 안전한 자동차는 절대 부서지지 않는 차가 아니라, 사고가 났을 때 적절하게 찌그러지며 충격을 흡수하는 자동차다.

여기에 탄성의 원리가 숨어있다. 조금 어려운 역학 원리를 설명하자면, 충격을 줄이려면 충돌 시간을 최대한 늘려야 한다. 물체가 충돌하는 시간이 늘어나면 충격은 그에 비례해서 줄어든다. 자동차에 탄성이 있으면 충돌 시간이 늘어난다.

충격의 위험에서 보호해 준다는 점에서 탄성은 매우 중요하다. 최적의 탄성계수와 탄성한계를 가진 재료들이 개발된다면, 우리는 더 안전해질 것이다.

안전보건공단 경남동부지도원