안녕하세요? 노십칠입니다.
요새 사고싶은 물건이 생겼는데 직장으로 버는 돈은 용돈으로 쓸 수 없어 (저축 ㅠ) 알바를 시작해 투잡 생활을 하느라 시간이 부족해 한동안 조용했습니다.
잡담은 그만하고 본론으로 들어가겠습니다.
※ 우선 여러분이 아셔야할 것은, 저는 문과생 출신입니다. 외국에서 고등학교를 다녔는데, 여기는 과학/수학/영어(국어)가 필수 과목이 아닙니다. 덕분에 저는 중3 이후로는 과학의 ㄱ자도 모르는 사람이라 이 분야를 공부하신 분의 눈에는 제가 여러가지 오해와 오류를 범하고 있다는 사실을 잡아내실 수 있으실텐데, 댓글로 지적해주시면 바로바로 수정하겠습니다.
1. 고유 진동수는 무엇인가?
네이버 백과의 힘을 빌리자면,
고체는 형태, 치수, 장력, 탄성, 밀도 등에 의하여, 액체는 고체로 둘러싸인 형태, 치수, 탄성, 밀도 등에 의하여 일정한 진동수(하나로 한정되지 않는다)를 가지며, 이것을 고유 진동수 또는 고유 주파수라고 한다. 현을 튕기고 판을 칠 때는 고유 진동수로 진동하여 소리를 낸다. 외부에서 가해진 힘의 진동수와 고유 진동수가 일치하면 공진을 일으킨다.
다시말해, 특정 주파수를 틀어준다면, 이 주파수와 겹치는 물체는 진동한다는 논리입니다.
티비 광고나 영화를 보시면 오페라 가수가 유리잔을 깨는 장면이 있죠? 이는 노래를 잘 불러서도 아니고, 노래를 못 불러서도 아닌, 유리잔의 고유 진동수에 해당하는 음역대를 뿜어내 유리잔을 흔들리게하고 이를 결국 깨지게하는 것입니다.
당연히 사람 목소리가 아닌 스피커로도 가능합니다.
2. 타코마 다리
흔들리는 다리
풀 영상: http://www.youtube.com/watch?v=pl0vzOMYsUU
바람이 만들어낸 공명으로 다리가 미친듯이 요동치는 동영상 입니다.
1937년에 건설된 다리라고 합니다.
사건의 요약입니다.
출저: http://sw2045.blog.me/110145855111
1940년 11월 다리는 바람이 약하던 날,
갑자기 심하게 요동치다가 순식간에 무너져내려 많은 이들에게 충격을 안겨주었지요.
사람들이 충격을 받은 이유는 몇가지가 있었는데요.
1. 다리를 설계했을때 60m/s까지 버틸 수 있도록 설계
2. 당시 신공법이면서 안정성을 입증받았던 현수교를 채택한 다리
3. 세계에서 3번째로 긴 다리를 만들어낸 미국인들의 자존심
언론들은 이일에 관해 부실시공, 현수교의 안정성 제고등 수많은 문제를 제기하지면 별다른 내용을 찾지 못하고 있었습니다.
결국 이 다리의 기괴 현상같은 붕괴는 고유 진동수와 관련되었다는 사실이 밝혀졌으며, 현재는 건물이나 다리를 건설할때 이 같은 상황을 모두 고려한다고 합니다.
3. 군인이 다리를 건널때 발을 맞추어 걸으면 안된다!
제가 미필자라 군대에서 행군하거나 다리를 지나갈때 이 같은 지시를 따로 하는지는 모르겠으나, 유명한 이야기 입니다.
모두가 발을 맞추어 진동을 만들어내면, 그 파장이 다리의 고유 진동수와 우연히 일치해 버릴 경우 다리가 붕괴된다는.. 그런 원리죠.
위에서 말했듯 요새 건물과 다리는 이 같은 가능성을 모두 고려해서 건설되기 때문에 요새 군대는 신경쓰지 않아도 되는 부분일 수 있습니다.
4. 진짜 문제는 T 건물..!?
위에서 수차례 언급했듯, 현대 구조물은 이 처럼 단순한 바람이나 진동으로 붕괴되는 것을 막기위해 문과생인 저는 도저히 이해할 수 없는 방법으로 모두 미리 해결되어서 건설된다고 합니다.
다음 기사의 출저는 한겨례 신문입니다.
자세한 정보: http://blog.daum.net/8apiranaave/17349601
서울 광진구 구의동 테크노마트의 흔들림은 '풍(바람)진동에 의한 공진현상'이라는 주장이 건물 최초 구조설계자와 '풍공학' 전문가에 의해 제기됐다. 또 풍진동을 우려한 설계사가 1995년 바람의 영향력을 평가하는 풍동실험을 제안했지만 건축주가 비용 문제로 거절했다는 사실도 11일 밝혀졌다.
5. 일상 속의 고유 진동수
이 섹션은 공포스럽기 보다는 상당히 흥미롭습니다.
엔지니어 친구와 술 한잔 나누다 고유 진동수에 관한 이야기가 나왔으며, 그 친구의 이야기에 영감을 얻어 이런 게시물을 정리하게 되었는데요, 집에서도 간단한 실험으로 고유 진동수와 고유 현상을 목격하실 수 있습니다.
베이스가 강한 스피커가 울려 벽이나 물건이 흔들리는 현상도 공명 현상이구요.
실제로 제가 기타를 치는데, 기타줄을 하나 튕겨서 그 음을 따라불렀습니다. "미~~~~~~~~~~~~~" 그러니 아니나 다를까 그 줄만 흔들리더라구요..
죄송합니다 저에게는 엄청난 센세이션이고 멘붕오는 이야기었는데 재밌게 봐주셨으면 합니다 :P
