Q. 평소궁금했던건데 소리는 어떻게 발생되고 전파되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.소리(sound) 또는 음파(音波)는 공기와 같은 매질의 진동을 통해 전파되는 파동으로, 대개 가청음파(可聽音波), 곧 사람의 귀로 들을 수 있는 진동수를 가진 음파를 말한다.한국어 단어 '소리'는 석보상절에서 처음으로 확인되지만, 고대 한국어에서부터 지금과 거의 비슷한 어형으로 존재했을 가능성이 높다.[2]귀는 크게 평형과 기압을 감지하는 내이와 고막을 경계로 하는 외이로 구분되는데, 고막은 매우 얇은 막으로써 진동인 소리를 감지하는 것에 특화되어 있다. 물론 귀 외의 기관으로 감지하는 동물도 있고, '진동'인 만큼 매질 전달을 촉각으로 감지할 수도 있다.[3]파동의 빈도와 파동의 크기를 각각 Hz(헤르츠, 초당 진동수)와 dB(데시벨)로써 나타낸다. 가령 같은 옥타브의 '솔'은 '레'보다 높은 헤르츠 값을 가지며, 제트기의 제트팬의 소리는 선풍기 팬보다 높은 데시벨 값을 가진다. 헤르츠 값은 파동의 초당 진동수에 대한 값이며, 데시벨 값은 10 dB당 실제값이 10배 증가하는 로그함수 값이다. 예를 들면 130 dB의 음파는 120 dB의 음파보다 10배 더 크다.통상 데시벨이라고 칭하지만, 사실 소음공해의 단위로써 사용하는 데시벨은 dB SPL(Sound Pressure Level)으로, SPL를 생략한 것이다. 데시벨의 정의는 기준값으로 측정값을 나눈 값에 대해 상용로그에 데시인 10을 붙여서 취한 것이 그냥 데시벨이니 소리 크기를 나타내는 절대적인 단위가 아니라는 것에 유의해야 한다. 당연히 SPL 말고도 다른 데시벨 친구들도 존재한다. 일상생활에서 데시벨을 사용하는 용도가 소음공해 측정으로 가장 압도적으로 쓰이다보니 말을 안 해도 대충 알아먹게 된 것이다.
Q. 평소에 궁금한사항인데 질량과 무게는어떤차이인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.몸무게가 60킬로그램이라면 정확하게 60㎏중이라고 해야 한다. 질량 60㎏을 지구가 당기는 힘을 60㎏중이라고 하기 때문이다. ㎏은 질량의 단위이고, ㎏중은 무게의 단위이다. 질량은 물질 고유의 변하지 않는 양이고 무게는 지구가 당기는 힘이기 때문에 변할 수 있는 양이다. 즉 60㎏중은 약 588뉴턴1)에 해당되며, 무게가 60㎏중인 사람이 달에 가면 달에서는 만유인력이 지구의 1/6밖에 안 되기 때문에 무게는 1/6로 줄어 98뉴턴이 된다. 물론 목성에 가면 훨씬 더 무거워진다. 심지어 지구 위에서도 장소에 따라 무게가 달라진다. 즉 극지방에 있는 사람이 적도지방에 있는 사람보다 더 무거운데, 첫 번째 이유는 극 방향으로의 지구 반경이 적도 방향으로의 지구 반경보다 더 짧기 때문이다. 만유인력의 법칙은 거리의 제곱에 반비례하므로 거리가 짧을수록 당기는 힘이 더 세다.용수철 저울은 무게를 재는 저울로서, 용수철은 세게 당길수록 많이 늘어난다는 후크의 법칙2)을 이용한 것이다. 용수철에 물체를 달았을 때 지구가 당기는 힘이 크면 많이 늘어날 것이고, 당기는 힘이 적으면 적게 늘어날 것이므로 용수철이 늘어난 길이로 무게를 알 수 있다. 적도에서보다 극지방에서 당기는 힘이 크기 때문에 용수철이 많이 늘어나고, 달에서는 지구에서 늘어나는 길이의 6분의 1로 줄어든다.