스피커 볼륨을 높여서 틀면 물이 튀는 과학적 원리가 뭔가요?

Question

예전에 티비에서 언뜻보다가 신기해서요. 스피커 볼륨을 크게 높여서 담겨있는 물쪽에 가까이 댔더니 물이 튀던데요. 아무것도 없는 공간인데 이게 어떤 과학적 원리로 가능한건지 궁금합니다.

대한남아 · Accepted Answer

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.소리는 진동에 의해서 발생되고, 전달됩니다. 스피커는 전기신호를 이용해서 짐동을 발생시켜 소리가 나게 하는 것입니다. 큰소리일수록 진동을 크게하여서 발생시키는데 물이나 가루 같은 것이 스피커의 진동판에 닿거나 가까이 가면 그 진동으로 인해서 튀는 모습을 볼 수 있는 것입니다.

멋쟁이야나는 · Answer

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다. 스피커 볼륨을 높여서 틀면 물이 튀는 원리는 소리 파동에 의한 진동으로 인한 현상입니다.

김재훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.스피커에서 나오는 소리는 공기 중을 진동하는 음파 형태로 전달되고, 이 음파가 물 표면에 도달하면 물 분자를 진동시킵니다.

설효훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 소리는 물체가 떨리면서 납니다. 물체가 떨린다는 것은 물리적 충격으로 인해 물체의 모양이 변형되었다가 다시 원래의 모양으로 돌아오는 것을 반복하는 것입니다. 기타를 연주할 때 기타의 줄을 손으로 퉁기면 기타의 줄은 순간적으로 한쪽 방향으로 변형되었다가 다시 원래의 모양으로 가기 위해 반대편으로 갑니다. 이 때 원래의 모양을 더 지나쳐 반대쪽으로 변형되게 되는데 다시 원래 모양로 가기 위해 움직임을 반복하다가 원래의 모양대로 돌아오게 됩니다. 이러한 과정이 떨림입니다. 따라서 기타 줄은 탄성이 떨어지면 새로운 줄로 갈아야 소리를 잘 낼 수 있습니다.

이러한 물체의 떨림으로, 공기 속에 ‘파동’이 생기게 되는데, 파동이란 공간이나 물질의 한 부분에서 생긴 떨림이 시간이 흐름에 따라 주위로 멀리 퍼져나가는 것을 말합니다. 예를 들면 물 표면에 돌을 떨어뜨리면 그곳에서부터 동심원의 물결 무늬가 생깁니다. 이것은 돌 때문에 생긴 물의 떨림이 주변의 물을 연속적으로 진동시켜 멀리 떨어진 곳까지 물결이 이동하기 때문입니다. 이와 비슷하게, 물체가 떨리면 그것이 주변의 공기를 연속적으로 떨리게 합니다. 이렇게 떨리는 공기가 주변의 공기를 다시 떨리게 하기 때문에 공기의 떨림이 멀리까지 나갈 수 있습니다. 이처럼 소리는 기체의 흐름이나 물체의 떨림으로 발생하는 파동입니다.

출처 : 교육부 티스토리 - 소리가 만들어지려면?

김철승 전문가 · Answer

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.TV에서 스피커 볼륨을 크게 높여 물이 튀는 장면을 보셨다고요? 신기하셨죠?이 현상은 음파 공명이라는 과학적 원리로 설명됩니다.음파 공명은 특정 주파수의 음파가 공간에존재하는 물체를 진동시키는 현상입니다. 물체의 고유 진동수와 음파의 주파수가 일치할 때 공명이 발생합니다.공명이 발생하면 물체는 더 큰 진폭으로진동하게 되고 이로 인해 물이 튀는현상이 발생합니다.스피커에서 나오는 음파는 공기 중을 전달되면서물 분자를 진동시킵니다. 물 분자의 고유 진동수는 스피커에서 나오는음파의 주파수와 일치할 수 있습니다. 공명이 발생하여 물 분자가 더 큰 진폭으로진동하게 됩니다. 진동하는 물 분자는 주변 물 분자를 밀어내고 이로 인해 물이 튀는 현상이 발생합니다.물이 튀는 높이는 스피커의 출력 음파의 주파수 물의 양 용기의 모양 등 여러 요인에 영향을 받습니다.스피커의 출력이 높을수록 더 큰 음압이 발생하여 물이더 높이 튄니다.음파의 주파수가 물 분자의 고유 진동수와 일치할 때 공명이 발생하여 물이 더 높이 튄니다.물의 양이 많을수록 더 많은 물 분자가 진동하게 되어물이 더 높이 튄니다.용기의 모양은 음파의 반사와 공명에 영향을 미쳐 물이 튀는 높이에 영향을 미칩니다.음파 공명은 초음파 세척 음파용접 음파 분쇄 등다양한 분야에서 응용되고 있습니다.초음파 세척은 음파 공명을 이용하여 물체 표면의 먼지나 오염 물질을 제거하는 기술입니다.음파 용접은 음파 공명을 이용하여 플라스틱 등의 물체를 용접하는 기술입니다.음파 분쇄는 음파 공명을 이용하여 물질을 분쇄하는 기술입니다.스피커 볼륨을 크게 높여 물이 튀는 현상은 음파 공명이라는 과학적 원리로 설명됩니다.음파 공명은 다양한 분야에서 응용되고 있으며 앞으로 더욱 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.