생활과학작품 장려상 수상작 (12)‘소리 잡는 기구’

＃만드는 법

※ 준비물 : 종이컵, 빨대, 핀, 빗자루 솔, 본드, 글루건 등

① 빨대의 하단 2~3㎝에서부터 시침핀으로 0.5~1㎝ 간격으로 5~6개의 구멍을 낸다.

② 빗자루 솔을 빨대의 한쪽 구멍에 넣고 반대편 구멍으로 빼낸다.

③ 빨대 구멍에 끼워진 5~6개의 솔을 아래로 갈수록 길어지도록 양쪽 끝을 자른다.

④ 종이컵 바닥 중앙에 구멍을 내고 빨대를 끼운다. 틈이 없도록 글루건으로 메운다.

⑤ 종이컵 입구에 음악이 흘러나오는 스피커를 대거나 ‘도레미파솔라시도’를 불러본다.

⑥ 높은 음을 낼 때는 위에 있는 짧은 길이의 솔이 움직이고, 낮은 음을 낼 때는 아래의 길이가 긴 솔이 움직인다.   

＃원리

스피커에서 나오는 음악소리는 주변 공기를 진동시켜 음파를 만들어내는데, 이때 발생한 진동이 수직으로 세운 빨대에 전달되며, 빨대에 수평방향으로 붙어 있는 빗자루 솔이 진동을 받아 아래 위로 떨리게 된다.

이러한 현상을 ‘공명’이라고 하는데, ‘공명’이란 어떤 물체의 고유 진동수와 똑같은 진동수를 갖는 소리를 내면 그 물체를 직접적으로 울리지 않더라도 그 물체가 진동하는 것을 의미한다.

‘소리 잡는 기구’도 길이가 다른 빗자루 솔은 고유 진동수가 다르므로 ‘도’에 해당하는 음을 낼 경우 빗자루 솔 중에서 ‘도’음과 유사한 고유 진동수를 갖는 솔이 반응해 위 아래로 떨리게 되는 것이다.