소리를 내게하는 것만으로 유리잔이 어떻게 깨지나요?
소리를 나오게 하는 장비앞에 유리잔을 두고 소리로 유리잔을 깨지는 장면을 봤는데 어떻게 해서 유리잔이 깨지는 걸까요? 더 큰 물건도 깨뜨릴수 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.
유리잔 또는 물체 마다 고유의 진동수가 있습니다. 그런 물체의 앞에 같은 진동수의 소리를 계속 흘려 보내면 그 영향으로 물체가 반응해서 진동을 하는데 유리와 같이 깨지기 쉬운 물체의 경우 강제 진동 공명이라는 현상에 의해서 깨지기도 합니다. 와인잔 같이 얇은 유리잔 같은 경우 사람이 와인잔의 고유 진동수를 기억해 목소리로 같은 진동수의 소리를 지속적으로 내서 깬 사례도 있습니다. 강도가 높은 물체의 경우 쉽지 않겠지만 이론 상으로는 고유의 진동수와 같은 소리를 지속적으로 흘려보내면 깨뜨릴 수 있습니다. 그러기 위해서는 매우 큰 소리가 필요할 수도 있습니다.
그네를 밀 때 앞으로 가야할 티이밍을 잘 맞춰서 밀면 힘을 덜 들이고 밀 수 있고, 앞으로 가는 힘이 더 커지는 것을 볼 수 있습니다. 강제 공명 현상은 이와 비슷합니다. 유리가 진동하는 주기에 맞춰서 소리를 흘려 보내면 그 진동의 크기는 점차 커지는데, 유리잔이 버틸 수 없는 크기가 되면 깨지는 것입니다.
순서를 정리하자면 유리잔의 고유 진동수와 동일한 진동수의 소리를 내면 조용히 있던 유리잔이 진동하기 시작합니다. 그 소리가 지속되면 유리의 진동 크기가 커지고, 유리잔이 버틸 수 없는 크기가 되면 깨지는 것입니다. 이것이 공명현상(강제 공명)에 의해서 유리잔이 깨지는 원인입니다.
소리는 파장이고, 파장은 에너지를 가지고 있습니다.
따라서 강력한 소리를 일으켜 파장을 지속적으로 바위에 보낸다면, 바위도 결국 깨질 수 있습니다.
그러므로 유리잔 정도는 쉽게 깰 수 있습니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
모든 물체는 자신만이 가지고 있는 떨림의 정도인 고유 진동수가 있습니다.
소리가 공기를 타고 물체에 전달될 때 소리의 떨림이 물체의 고유 진동수와 일치하면,들림이 나타나고 물체에 충격을 주게 됩니다.
이렇게 물체의 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력의 작용을 받을 때,진동의 폭이 증가하는 현상을 공명 현상이라 합니다.
유리잔이 깨지게 되는 경우도 유리잔의 고유 진동과 같은 주파수의 외력 작용으로 인해유리잔이 깨지게 되는 것입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
어떤 물체든 고유 파동을 맞추면 파괴할 수 있습니다만 다들 유리처럼 쉽게 진동하고 깨지진 않습니다.
가끔 거대한 다리가 무너지는것도 많은 사람들이 오른발, 왼발을 똑같이 움직이며 걸음으로 강력한 진동을 내어 다리를 흔들어 버리기 때문입니다. 싱크로니제이션이란 흥미로운 현상 때문에 사람들이 많이 오가다 보면 모두가 자리도 모르게 왼발, 오른발을 맞춰 움직이게 되고 특별히 보강된 다리가 아니면 크게 흔들립니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
모든 물체는 고유진동수를 가지고 있어, 특정 주파수에 대한 음파에너지를 계속 받으면
내부에 축적하다가 결국 에너지가 쌓여 터지거나 깨지게 됩니다.
더 큰 다리나 건물에 대해서도 적용될 수 있습니다.
감사합니다.
