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다리는 □때문에 무너진 적 있다
  • 김민성 기자
  • 승인 2018.10.14 03:48
  • 호수 1570
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1940년 미국 워싱턴주 터코마 해협에 놓인 ‘터코마 다리’는 당시 세상에서 가장 아름다운 다리로 알려져 있었는데요. 190km/h에 달하는 초강풍에도 견딜 수 있도록 튼튼하게 설계됐죠. 그러나 □ 때문에 다리는 개통 넉 달 만에 무너지고 맙니다. □은 무엇일까요?

□는 바로 ‘공명현상’입니다! 터코마 다리는 190km/h에 한참 모자라는 67.2km/h의 바람에 요동치다 무너졌는데요. 공명현상이 무엇이기에 이런 일이 있었던 걸까요? 

모든 물체는 △크기 △모양 △재질 등에 따라 서로 다른 진동수를 가집니다. 이를 ‘고유 진동수’라고 부르는데요. 신기하게도 물체가 가진 고유 진동수와 같은 힘을 가하면 그 진폭이 더 커지게 됩니다. 이는 그네를 밀 때, 그네가 움직이는 주기에 맞춰서 밀고 당겨주면 더 멀리 나가는 것과 비슷한 원리인데요. 당시 불어온 바람이 터코마 다리의 진동수와 일치해 진폭이 더 커졌고 다리가 무너지게 된 것입니다. 강한 바람이 아니라 고유 진동수에 맞는 바람에 당하고 만 것이죠.

그렇다면 우리가 다리를 건널 때 혹시나 다리가 끊어질 수도 있지 않을까요? 그런 걱정은 안 하셔도 됩니다. 이경희(건축공학) 교수는 “터코마 다리는 길이에 비해 폭이 좁아 바람에 크게 움직였다”라며 “설계가 잘 이뤄지면 붕괴 위험을 충분히 줄일 수 있다”라고 말했습니다. 

공명현상은 일상에서도 잘 찾아볼 수 있는데요. 계범석(물리학) 교수는 “라디오 주파수를 정확하게 맞추면 소리가 크게 들리는 경우도 공명현상 때문”이라고 설명했습니다. 전자레인지도 물 분자의 고유 진동수에 가까운 전자기파를 방출하고, 이에 커진 진동으로 열에너지를 만드는 원리라고 하는데요. 다리를 무너뜨린 공명현상, 일상 속에서는 유용하게 쓰이는 경우도 많답니다!

김민성 기자  shavedcastle@pusan.ac.kr

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