테이퍼 밴드의 과학(2)

본인의 새총을 잡고 아래와 같은 실험을 해본 적이 있는 사람이 있을까?

 

테이퍼 밴드(180/14/10)를 장착한 새총을 잡고 드로우렝쓰(밴드 당기는 길이)를 10cm, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100cm로 해서 탄착군(땅바닥)을 구한다. 강구 발사각도는 상방45도(각도기를 이용해서 상방 45도를 잡고 45도 선상에 위치한 표적을 정한 다음, 계속 그 표적을 겨냥해서 사격하면 된다.)

 

결과는 

 

이렇게 나온다. 변곡점은 드로우렝쓰 기준 60~70cm 정도이다. 변곡점을 기점으로 사거리가 기하급수적으로 늘어난다. 쉽게 설명하자면, 밴드를 약간 당기면(드로우렝쓰 50cm 이하, 이 수치는 밴드 재단 길이에 따라 달라진다.) 사거리가 드로우렝쓰 10cm 증가에 따라 조금씩 증가하지만 드로우렝쓰가 60~70cm(역시 이 수치는 밴드 재단 길이에 따라 달라진다.)를 넘어서면 드로우렝쓰는 동일하게 10cm 증가시키는데 사거리는 훨씬 더 큰 폭으로 길어진다. 

 

당연한 말이지만 드로우렝쓰를 항복점을 넘어서까지 당기면 항복점을 넘어서는 순간, 밴드는 탄성을 잃어서 사거리는 거의 코앞에 수렴하게 된다. 그 한계를 더 넘어서면 밴드가 파열되고.

 

아무튼, 응력-변형률 곡선(stress-strain curve)라는 것이 있다. 이것이 테이퍼 고무밴드의 역학을 이해하는 것의 첫걸음이다. 글이 길어지니 다음으로...