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by 조우성 변호사 Sep 25. 2015

당신의 고유 주파수는?

1. 관련 기사(2011. 7. 7.자) 


A일보


강변 테크노마트에서 발생한 이상 진동의 원인 가운데 4D 영화관과 피트니스 센터의 러닝머신 때문이라는 주장이 나오고 있다. 바로 4D 영화관에서 진동의자가 동시에 흔들리거나 피트니스 러닝머신에서 한번에 많은 인원이 동시에 뛰었을 때 발생하는 진동이 외부에서 가해진 작은 힘에도 크게 흔들려 공진현상이 발생했다는 것이다.


‘공진현상’이란 자기의 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외부로부터 힘을 주기적으로 받았을 때 진폭이 커지면서 에너지 크기가 증가하는 현상을 말한다.

단국대 건축공학과 정란 교수는 CBS 라디오 '김현정의 뉴스쇼'와의 인터뷰에서 "건물들은 고유한 진동수를 갖고 있는데 외부의 힘이 그 고유 진동수와 일치하게 되면 공진현상을 일으키게 된다"고 밝혔다.

공진현상은 그네를 뛸 때 그네의 고유 진동수에 맞춰 발을 구르면 그네의 진동이 커지는 것 처럼 일상생활에서도 쉽게 발견할 수 있다. 유리잔을 두드렸을 때 소리가 나는 것도 이같은 현상 때문이다.

실제 영국 런던의 밀레니엄 브릿지는 많은 시민들이 한꺼번에 몰려 진동이 생기는 공진현상이 나타나 붕괴 우려로 폐쇄된 적도 있다.


테크노마트에서 발생한 진동 역시 공진현상 때문으로 보는 시각이 있다. 정 교수는 "테크노마트는 철골 기둥과 철골 도로, 바닥 슬레이브가 받쳐져 있고 기둥 간 간격이 다른 일반 건물보다 크다"며 "그래서 진동이 더욱 크게 느껴질 수 도 있다"고 말했다. 


2. 관련 지식


가. 주파수(frequency)


- 전파가 공간을 이동할때 1초동안에 진동하는 횟수를 '주파수'라고 한다.

- 주파수는 전자파의 존재를 실험적으로 증명한 독일의 과학자 헤르쯔(H.R.Hertz)의 이름을 따서 Hz라는 단위를 사용한다.

- 즉 파동이 1초동안 1번 진동하면 이를 1Hz(헤르쯔)라 하고, 1천번 진동하면 1KHz(킬로헤르쯔), 1백만번 진동하면 1MHz(메가헤르쯔), 10억번 진동하면 이를 1GHz(기가헤르쯔)라고 한다.

- 전파의 파장은 주파수에 반비례 한다. 즉 파장이 길다(장파)라는 의미는 주파수가 낮다는 의미이고 파장이 짧다(단파)는 것은 주파수가 높다는 의미이다.

- 전파의 종류는 주파수에 의해 구분되는데 주파수가 높은 것은 직진성이 좋고 반사가 잘 되는 성질을 지닌다. 주파수가 낮은 것은 멀리 전달 될수 있고, 전달되는 과정에서 장애물에 부딪치면 회절하는 성질이 있다.


나. 주파수의 종류


초장파(VLF;Very Low Frequency): 3~30KHz - 해상통신

장파(LF;Low Frequency): 30~300KHz - 무선전화국

중파(MF;Medium Frequency): 300~3000KHz - 국제단파통신

단파(High Frequency): 3~30MHz - 아마추어 무선통신

초단파(VHF;Very High Frequency): 30~300MHz - FM, TV, 무선호출

극초단파(UHF;High Frequency): 300MHz~3000MHz - 이동전화, PCS, 이리듐

초극초단파=센티미터파(SHF;Super High Frequency): 3~30GHz - 인공위성

밀리미터파(EHF;Extreme High Frequency):30~300GHz - 우주통신

서브밀리파=데시밀리미터파: 300GHz~3000GHz - 전파천문학


다. 고유주파수


고체는 그 형태, 장력, 탄성, 밀도 등에 따라 또 액체는 고체로 둘러싸인 형태, 탄성, 밀도 등에 따라 일정한 진동수를 가짐. 이것을 고유진동수 또는 고유주파수라 함


라. 공명(resonnance), 공진


일반적으로 물체의 고유 진동이, 밖으로부터의 똑같은 진동수의 진동이나 힘으로 불러일으켜지는 것을 공진이라 하는데, 음파에 관해서는 공명이라 부른다.







☞ 사례 : 와인글라스를 공명으로 깨는 장면

https://youtu.be/17tqXgvCN0E


 ☞ 사례 : 타코마 다리의 붕괴

https://youtu.be/j-zczJXSxnw

 

1940년 11월 미국 워싱턴 주의 타코마 다리가 시속 70km에도 미치지 못하는 바람에 무너졌다. 이 다리는 시속 190km의 강풍에도 견딜 수 있게 설계되었는데, 무너진 이유는 바로 공진 때문이었다. 

공진은 외부에서 어떤 물체에 가해지는 충격의 주파수가 물체의 고유주파수와 일치할 때 일어나며, 공진 상태가 되면 흔들리는 폭이 무한대에 이른다.


3. 생각


우리는 아무리 좋은 글, 좋은 말을 접한다 하더라도 그 글과 말의 주파수와 나의 주파수가 일치되지 못하면 아무런 공명이 일어나지 않는다.  그냥 지나쳐 갈 뿐이다.

그러나 막상 공명현상이 일어나면, 그 진폭은 무한대에 이른다는 것이 과학적으로 증명된 사실.  결국 우리가 해야 할 일은 좋은 생각에 주파수를 맞추어 공명현상을 유도하는 것이리라.

 
내가 원하는 라디오 방송을 듣기 위해서는 그 방송의 주파수 대역으로 수신기를 조정해야 하듯이(예를 들어 KBS 제1FM은 93.1MHz), 아무리 좋은 방송이 흘러나와도 내가 그 주파수에 맞추지 못한다면 그 방송은 들을 수 없는 법.

내 고유 주파수와 비슷한 주파수를 가진 사람을 만나면 쉽게 동조현상이 일어나고 시너지가 발생하는 것을 경험한다.


내가 만약 낮은 준위의 주파수 대역을 갖고 있다면, 상대방이 내뿜는 부정적인 낮은 준위의 약한 주파수를 만났을 때 내부적으로 증폭되어 나를 더 힘들게 할 수도 있다.  하지만 내가 주파수 대역을 바꾼다면 더 이상 부정적인 공명현상은 발생하지 않을 것이리라.


나의 고유주파수를 점검하자. 

그리고 부정적인 것이 아닌 긍정적인 것에 공명할 수 있는 높은 준위의 주파수 대역을 갖도록 노력해야겠다. 



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