고속도로에 바닥면 지나갔을 때 소리가 다르게 나는 건 어떤 원리인가요?

Question

가끔 긴 터널이나 고속도로를 지나갈 때 바닥면이 오돌토돌하게 홈이 파여져 있어서 소리가 나서 졸음 운전을 방지하는 역할을 하는 것 같습니다. 근대 연속적으로 그 홈이 계속 파여져 있는 구간을 지나갈 때 소리가 노래 소리처럼 각가 다르게 들리더라고요.

어떤 원리인가요.?

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 소리가 나는 홈이 파여져 있는 도로는 '럼블 스트립(Rumble Strip)'이라고도 불리며, 이러한 도로를 통과할 때 차량의 타이어와 바닥면 사이에서 소음이 발생합니다. 럼블 스트립은 도로 표면의 일정한 간격으로 홈이 파여져 있으며, 이러한 구조로 인해 차량이 홈을 지나가면서 공기가 빠르게 들어와서 빠져나가면서 진동이 발생합니다. 이 진동은 타이어와 도로 사이에서 발생하므로, 소리가 발생하게 됩니다.

따라서, 럼블 스트립을 통과할 때마다 차량 타이어와 도로 사이에서 발생하는 진동은 각기 다르기 때문에, 소리의 높낮이와 주파수가 조금씩 다르게 들리는 것입니다. 또한, 바닥의 홈 깊이와 간격, 그리고 차량의 속도에 따라 소리의 크기와 높이가 달라질 수 있습니다.

이러한 바닥은 주행 중인 운전자의 졸음 운전을 방지하는 역할을 하며, 운전자의 주의를 높이는 효과가 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

고속도로의 바닥면 지면을 지나갈 때 발생하는 소리의 차이는 일반 도로와 고속도로의 바닥면 구조가 다르기 때문입니다.

일반 도로의 경우, 바닥면에 콘크리트나 아스팔트 등의 경면재로 포장되어 있습니다. 이 경우 바닥면이 부드럽고 평평하여 바퀴가 바닥면과 접촉하는 부분이 많기 때문에 타이어와 바닥면 사이의 마찰력이 크고, 이로 인해 소음이 발생합니다.

반면, 고속도로의 경우, 바닥면에 길쌈 재료(바닥면 콘크리트)가 사용되어 있습니다. 길쌈재료의 경우 굴러가는 차량에 대한 마찰력이 적고 바닥면의 지형도 매끄럽기 때문에 타이어와 바닥면 사이의 마찰력이 적습니다. 따라서, 소리가 발생하는 메커니즘이 일반 도로보다 적기 때문에 고속도로에서 지나갈 때는 비교적 조용하게 들리는 것입니다.

또한, 고속도로에서 지나갈 때 발생하는 소음은 속도와 타이어 종류 등에 따라 차이가 있을 수 있습니다. 타이어의 효율적인 마찰력을 위해 발전된 고속도로 타이어는 일반 타이어보다 더욱 조용하게 설계되어 있습니다.