터널을 사각형 또는 오각형이 아닌 반원? 같은 모양인 이유에 대해 궁금합니다.

Question

안녕하세요. 고속도로를 타고 멀리 갈때면 국토의 대부분이 산으로 이루어진 나라의 명성에 맞게 터널을 엄청 많이 지나게 되는데요. 문득 드는 궁금함이 왜 모든터널의 모양은 반원으로 만들었을까? 구멍을 뚫기 편해서일깡 아니면 다른 과학적 원리가 있을까 궁금해졌습니다. 알려주세요

Answer 1

안녕하세요.

터널은 보통 산을 돌아가지 않게 하기 위해 산을 뚫습니다.

그럼 터널은 윗 부분의 흙의 무게를 견디는 구조를 지녀야합니다.

무게를 견디는 가장 좋은 구조는 아치형이기 때문에 터널이 아치형을 띕니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

고속도로와 같은 도로나 철도에서 사용되는 터널의 모양은 반원 모양일 때가 많습니다. 이는 구조적인 이유와 공학적인 요소, 안전성 등이 고려된 결과입니다. 반원 모양의 터널은 구조적으로 안정성이 높기 때문입니다. 터널 내부에는 적용되는 하중이 매우 크기 때문에, 반원 모양은 하중의 분산을 균등하게 할 수 있어 안정성이 높아집니다. 반원 모양의 터널은 공기 저항이 작아지는 효과도 있습니다. 하나의 평면에 구멍을 뚫는 것 보다 반원 형태로 터널을 만들면 공기 저항이 줄어들어 차량이나 기차의 속도 유지에 도움이 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.

터널을 반형 형태로 만드는 이유는 구조적으로 안정하기 때문입니다. 참고로 사각형의 터널은 용도나 규모의 차이만 있을뿐 종종 있습니다.