[2025년 EBS 수능특강 독서(2026학년도 수능 대비) 적용학습 과학기술 09] 구조물의 과학, '보'의 역할과 진짜 강도 이야기!
수능 과학기술 지문 출제 유력! '보' 하나로 공간과 안전을 읽다
안녕하세요, 여러분! 😊
오늘은 수능특강 과학기술 지문 중에서도 특히 중요한 ‘보(beam)’의 역할과 구조적 원리에 대해 함께 알아보려 해요.
이 지문은 단순한 과학 정보가 아니라, 일상생활과 밀접하게 연결된 ‘구조물 안전’의 핵심 개념들을 다루고 있어서
출제 가능성이 높고 이해도가 성적을 좌우할 수 있는 지문이에요!
꼼꼼히 읽고, 구조와 과학 개념을 연결해보는 시간이 되었으면 좋겠습니다!
📋 목차
‘보’란 무엇인가? 공간을 연결하는 구조의 핵심 🔧
우리 주변의 건축물이나 구조물에서 '보'는 아주 중요한 역할을 합니다.
벽이나 기둥 사이를 가로질러 놓이는 이 구조물은 단순히 형태를 나누는 것을 넘어, 하중을 지탱하고 구조적 안정성을 확보하는 기능까지 수행하죠.
특히, 교각 사이나 주차장 같은 넓은 공간에서는 보의 설치가 공간 활용과 안전의 핵심입니다.
| 구조 요소 | 역할 |
|---|---|
| 기둥, 벽 | 공간 분리, 하중 지탱 |
| 보(beam) | 기둥 간 연결, 구조 안정성 확보, 하중 분산 |
보의 처짐과 기둥 사이 거리의 비밀 📐
보의 길이가 길어질수록 구조물에는 ‘처짐’ 현상이 발생해요.
이 처짐은 단순히 불편함을 넘어서, 구조물의 기능에 심각한 문제를 줄 수 있어요.
특히, 기둥 사이 거리가 2배가 되면 처짐량은 16배까지 증가한다는 점, 기억해두세요!
| 기둥 간 거리 변화 | 보의 최대 처짐량 |
|---|---|
| 1배 | 기준값 |
| 2배 | 16배 |
내력과 응력, 보의 힘을 수치로 이해하기 📊
구조물의 안전을 판단하는 데 중요한 두 가지 물리 개념이 바로 ‘내력’과 ‘응력’이에요.
외력이 작용할 때 내부에서 그 힘에 저항하는 힘이 내력, 단위 면적당 그 내력을 계산한 것이 응력이죠.
보의 단면적이 작으면 같은 하중에도 더 쉽게 파괴될 수 있다는 사실도 함께 기억해두세요.
| 개념 | 설명 |
|---|---|
| 내력 | 외력에 저항하는 힘, 외력과 반대 방향 |
| 응력 | 단위 면적당 내력 = 내력 ÷ 단면적 |
콘크리트는 왜 구조물의 왕인가요? 🧱
콘크리트는 단위 면적당 강도가 뛰어나고, 다양한 형상으로 만들기 쉬운 장점 덕분에 구조물 제작에 매우 적합해요.
특히 콘크리트는 압축 응력에는 강하지만, 인장 응력에는 약하다는 특징을 가지고 있어요.
그래서 압축력을 주로 받는 구조에는 콘크리트만으로도 충분하지만, 인장력이 함께 작용하는 구조에서는 보완이 필요하답니다.
| 응력 종류 | 콘크리트의 특성 |
|---|---|
| 압축 응력 | 매우 강함 |
| 인장 응력 | 상대적으로 약함 |
철근과 콘크리트의 완벽한 콤비! 철근콘크리트 🛠
인장 응력에 약한 콘크리트를 보완하기 위해 철근을 함께 사용하는 구조가 철근콘크리트에요.
철근은 인장력에 강하고, 콘크리트와 열팽창 계수도 비슷해서 온도 변화에 의한 변형도 함께 견딜 수 있죠.
보의 압축 부분에는 콘크리트를, 인장 부분에는 철근을 집중 배치하여 효율적인 구조를 만들 수 있어요!
| 재료 | 주된 역할 |
|---|---|
| 콘크리트 | 압축력 지탱 |
| 철근 | 인장력 지탱 |
핵심 요약과 수능 포인트 정리 ✍️
✅ 보란? 기둥 사이를 연결하고 구조적 하중을 분산시키는 핵심 구조물
✅ 기둥 간 거리↑ → 처짐량↑ 최대 처짐량은 거리의 네제곱에 비례!
✅ 응력 = 내력 ÷ 단면적 단면이 작을수록 쉽게 파괴됨
✅ 콘크리트 압축에는 강하지만 인장에는 약함
✅ 철근콘크리트 두 재료의 단점을 보완한 최적의 구조 재료
자주 묻는 질문 FAQ ❓
Q1. 처짐량은 왜 거리의 네제곱에 비례하나요?
기둥 간의 거리가 길어질수록 보의 중간 부분이 받는 하중의 영향이 커져 처짐도 커지기 때문이에요. 수학적으로는 L⁴(거리의 네제곱)에 비례하는 공식이 적용됩니다.
Q2. 인장 응력과 압축 응력, 왜 나뉘는 건가요?
외력이 어떤 방향으로 작용하느냐에 따라 다르게 나타나기 때문이에요. 밀어붙이는 힘은 압축 응력, 잡아당기는 힘은 인장 응력으로 구분돼요.
Q3. 왜 철근은 인장 쪽에만 배치하나요?
콘크리트는 인장 응력에는 약하기 때문에, 인장 응력이 작용하는 부분을 보완해줄 재료가 필요해요. 철근은 인장에 강하므로 효율적으로 배치되죠!
함께 공부해주셔서 감사합니다 😊
과학기술 지문은 어렵고 낯설 수 있지만, 이렇게 하나하나 개념을 짚어가며 이해하면 정말 재밌고 유익하답니다!
오늘 배운 ‘보’의 역할과 구조적 원리는 단순히 암기가 아닌, 논리적 사고력과 과학적 이해력을 키우는 데 큰 도움이 될 거예요.
앞으로도 수능특강과 함께, 여러분의 국어 실력을 탄탄하게 다져나가길 바랄게요.
언제나 응원합니다! 💪
📌 내용 태그: 수능국어, 수능특강독서, 과학기술지문, 구조물, 철근콘크리트
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