공명현상에는 어떤 것들이 있나요??

Question

물체이 갖고있는 고유진동수와 같은 힘을 주기적우로 가해질경우 진폭이 커지는 현상이 공명현상으로 알고 있는데요,

일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 공명현상에는 어떤 것들이 있나요??

Answer 1

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

원자나 분자 내의 핵자기장이 특정한 주파수에서 공명하여 특정한 신호를 발생시키는 현상으로, 자기 공명 영상(MRI) 등에 응용됩니다

Answer 2

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

공명 현상은 특정 주파수의 외부 힘이 물체의 고유 진동 주파수와 일치할 때, 그 힘이 물체의 진동을 강화시켜 진폭이 크게 증가하는 현상을 말합니다. 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 공명 현상은 다양한 분야에서 나타납니다. 아래에 몇 가지 예시를 들어보겠습니다.

1. 그네: 그네는 그 기울어진 물체의 무게 중심이 원의 중심을 지나는 축 주위로 회전하면서 고유 진동을 갖습니다. 어떤 힘이 그네에 주어질 때, 그 힘이 그네의 진동 주파수와 일치하면 진폭이 크게 커지게 됩니다. 이러한 현상이 그네 타기 중에 발생하며, 그네가 크게 흔들리는 현상을 볼 수 있습니다.

2. 다리나 건물의 공진: 건물이나 다리와 같은 구조물은 고유 진동 주파수를 가지고 있습니다. 만약 외부에서 발생하는 진동 주파수가 구조물의 고유 진동 주파수와 일치할 경우, 구조물은 공명 현상을 나타내며 큰 진폭의 진동을 보일 수 있습니다. 이는 건물이나 다리의 파손을 초래할 수 있는 위험한 상황이 될 수 있습니다.

3. 음악 악기의 공명: 악기의 음색은 그 악기의 크기와 형태, 재료 등에 의해 결정되는데, 이는 악기의 고유 진동 주파수와 관련이 있습니다. 연주자가 악기를 연주할 때 악기의 고유 진동 주파수와 일치하는 음을 내면, 악기는 더 크고 풍부한 음색으로 울릴 수 있습니다.

4. 자동차의 승진 접근 효과: 자동차나 오토바이가 터널이나 다리 밑을 지날 때 엔진 소리가 더 크게 들릴 수 있습니다. 이는 터널이나 다리 내에서 엔진 소리가 반사되어 고유 진동 주파수와 겹치기 때문에 발생하는 현상입니다.

이 외에도 성취 향상, 공연장의 음향 조절, 미끄럼 방지 시설 등 다양한 상황에서 공명 현상이 발생할 수 있습니다. 공명 현상은 시스템의 특정 주파수에 대한 민감도가 높아진다는 점에서 특별한 주의가 필요한 현상입니다.

Answer 3

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

건축물, 다리, 차량 등의 구조물에서 발생하는 공진 현상은 기계적인 공명의 한 예입니다. 외부 충격이나 진동에 의해 구조물이 특정 주파수로 공진하면 구조물 내부의 음향 에너지가 증폭되어 파괴나 손상을 초래할 수 있습니다.

악기에서는 각각의 악기마다 특정한 주파수와 진동 양식이 있습니다. 그리고 연주자가 해당 주파수를 적절하게 조절하여 악기를 울릴 때, 악기 내부의 공명 현상으로 인해 소리가 증폭되고 보다 풍부한 음색과 음량을 만들어낼 수 있습니다.

전기 회로에서 발생하는 고조파 및 잡음 문제도 일종의 공명 현상으로 볼 수 있습니다. 회로 요소들 사이에서 발생하는 상호 작용으로 인해 특정 주파수 영역에서 신호가 강화되거나 감쇠될 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

사실 우리 주변에서 발생하는 소리의 상당부분은 공명으로 인한 것입니다.

우리 주변 공명을 일으키는 진동은 소리, 기계적 진동과 같은 역학적 진동도 있고, 전자기파 등의 전기적 진동 등 매우 다양하며 공명현상이 발생하면 원래 약했던 파동도 큰 힘으로 증폭이 될 수 있습니다.

대표적인 것이 그네운동으로 그네를 밀 때, 그네 운동의 고유 진동수에 맞춰 그네를 밀어주면 그네는 더 높이 올라갈 수 있게 되죠.

또 라디오의 주파수를 바꾸는 것도 공명 현상의 원리가 적용된 것입니다.

Answer 5

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 공명현상은 다음과 같습니다.

소라 껍데기의 소리

소라 껍데기는 고유진동수가 일정한 구형을 가지고 있습니다. 따라서, 소라 껍데기에 바람이 불거나 소리가 들리면, 소라 껍데기의 고유진동수와 일치하는 진동이 발생하여 소리가 나게 됩니다.

악기의 소리

악기는 고유진동수를 가지고 있는 줄이나 막대 등을 이용하여 소리를 냅니다. 악기 연주자는 악기의 고유진동수와 일치하는 주파수의 소리를 내어, 악기를 진동시킵니다.

라디오와 TV의 채널 선택

라디오와 TV는 주파수가 다른 전파를 수신하여 소리와 영상을 재생합니다. 라디오와 TV의 수신기는 수신하고자 하는 전파의 주파수와 일치하는 주파수의 소리를 증폭하여 출력합니다.

다리와 건물의 진동

다리와 건물은 일정한 진동수를 가지고 있습니다. 따라서, 다리와 건물에 강한 진동이 가해지면, 다리와 건물의 고유진동수와 일치하는 진동이 발생하여 진폭이 커지게 됩니다.

이외에도, 자동차의 스피커, 음악 소리, 울리는 종소리, 휘파람 소리 등 다양한 일상생활에서 공명현상을 찾아볼 수 있습니다.