체적탄성률
다른 표기 언어 bulk modulus , 體積彈性率요약 고체 또는 유체의 전표면에 압력이 가해질 때 탄성의 정도를 나타내는 상수.
가해진 압력은 물질의 부피를 감소시키며 압력이 제거되면 원래의 부피로 되돌아간다. 비압축성이라고도 하는 체적탄성률은 물체가 모든 면에서 압축될 때 부피의 변화에 저항하는 능력을 측정한다. 체적탄성률은 가한 압력을 상대적인 변형치로 나눈 계수이다. 이 경우 대개 변형률이라고 불리는 상대적인 변형은 부피의 변화량을 초기의 부피로 나눈 값이다(→ 변형률).
따라서 물질의 초기부피 Vo가 가해진 압력 P에 의해 새로운 부피 Vn으로 된다면, 변형률은 부피의 변화량인 Vo－Vn을 원래의 부피로 나눈 (Vo－Vn)/Vo이다. 체적탄성률은 정의에 의해 압력을 변형률로 나눈 값이고 수학적으로 다음과 같이 표현된다.
이것은 탄성에 대한 훅의 법칙의 특별한 형태이다(→ 훅의 법칙). 분모의 변형률은 물리적 차원이 없는 비율이므로 체적탄성률의 차원은 압력의 차원인 단위면적당 힘과 같다. SI 단위계에서는 N/㎡로 표현된다.
강철의 체적탄성률은 1.6×1011N/㎡이며 유리보다 3배 크다. 따라서 유리구를 똑같은 크기의 강철구와 같은 양만큼 축소시키는 데 단지 1/3 크기의 압력이 필요하다. 같은 압력하에서 유리의 부피가 비례적으로 감소하는 정도는 강철의 3배이다. 즉 체적탄성률이 강철의 1/3인 유리는 강철보다 3배 더 압축하기 쉽다. 압축률은 체적탄성률의 역수로 정의된다. 압축하기 어려운 물질은 체적탄성률이 크고 압축률이 작다. 반대로 압축하기 쉬운 물질은 압축률이 크고 체적탄성률이 작다.