복원력

 



1. 개요

한자: 復元力
영어: Restoring force
평형을 이루고 있는 계에 외력이 가해져 평형이 깨졌을 때, 원래 상태로 돌아가려고 하는 힘이 존재하는 경우 이를 복원력이라고 한다. 가장 대표적인 예는 용수철에서 작용하는 힘을 들 수 있다.
자연계에서 아주 흔하게 발견할 수 있는 상황인데, 왜냐면 에너지가 local minimum에 있는 거의 모든 경우가 여기에 해당하기 때문이다. 그리고 보통 계는 local minimum에 있기 마련이다.
복원력이 존재하는 경우 계는 아주 높은 확률로 harmonic oscillation(조화 진동)을 하게 된다. 용수철을 당겼다 놓았을 때 하는 가장 이상적인 진동을 생각하면 된다. 이는 $$ \displaystyle F = -kx$$, 혹은 $$\displaystyle E = \frac{1}{2}kx^{2}$$, 라는 가정을 바탕으로 하는데, x가 충분히 작을 경우 대체로 이 식은 어느 계에서나 근사적으로 만족된다.
대체로 x가 너무 클 경우 에너지의 '언덕'을 넘게 되어 복원력이 더 이상 작용하지 않게 되고 만다. 그러니까 용수철을 너무 잡아당기면 결국 망가지거나 끊어져 돌려놓을 수 없으며, 두 개의 원자를 일정 수준 이상으로 잡아당기면 결국 결합이 끊어진다.

2. 선박의 복원력

해당 문서 참조.

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