공명 현상이 어떻게 유리잔을 깰 수 있는 건가요?

Question

공명현상이 발생되면 유리잔이 깰 수도 있던데요. 어떤 원리로 가능한건가요? 이런 현상을 이용하면 어떤 물건이든 파괴가 가능하나요?

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

공명이라함은..말그대로 함께 울린다는 뜻인데..물체마다 고유 진동수를 가지고 있으며 특정 주파수에 반응해서 함께 울리는 진동수를 가리킵니다. 같은 고유 진동수를 가진 물체가 가까이 있을때 둘중에 하나를 울리게하면 옆에 있던 다른 물체가 함께 울립니다. 같은 고유 진동수를 가졌기 때문인데요...

공명으로 유리잔을 깨는 것은 이론적으로는 가능합니다.

다만, 유리잔의 고유 진동수를 차고 그 진동수에 해당하는 음을 계속 노래하면 유리잔을 진도하게 할 것이고 지속적으로 노래하면 유리잔 떨리는 진폭이 점점 커져서 유리잔이 견딜수 있는 진폭을 넘어서게되면 결국 깨지게 되는데...사람의 목소리가 특정한 주파수를 정확하게 지속적으로 내는 것이 쉽지 않기 때문에 현실에서는 일어나기 어렵습니다.

실제로..예전 미국 모 도시의 다리가 강풍때문에 무너졌다고 하는데...정확히 조사를 해보니 공명현상이 원인이었다고 합니다.

정말 신기하면서 놀라운 일이죠? ^^

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.공명 현상은 일정한 주파수의 파동이 일정한 길이의 공간에서 반복되어 발생하는 현상입니다. 유리잔을 깨뜨리는 경우, 보통은 유리잔의 크기와 모양, 그리고 들어있는 액체의 양과 속성 등이 일정한 조건을 만족할 때 공명 주파수가 형성되어 유리잔이 깨집니다.

예를 들어, 빈 유리잔에 손가락으로 가볍게 두드리면 덜컹거리는 소리가 나옵니다. 이때, 손가락으로 가볍게 두드린 주파수와 유리잔이 공명하는 주파수가 일치하면, 유리잔은 점점 큰 진폭으로 덜컹거리며 진동합니다. 이러한 공명 진동이 지속되면, 유리잔의 구조적인 안정성이 떨어지게 되어 결국 유리잔이 깨지게 됩니다.

이처럼, 공명 현상은 특정한 주파수에서 일어날 수 있기 때문에, 일정한 주파수의 파동을 만들어내는 소리를 내거나 진동을 가할 경우 그 주파수에 맞게 공명 현상이 일어나서 유리잔이 깨질 수 있는 것입니다.