[신나는 과학이야기] 플라스틱판에서 탄생한 천둥소리

[신나는 과학이야기] 플라스틱판에서 탄생한 천둥소리

입력 2006-03-17 00:00
수정 2006-03-17 00:00
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봄은 소리로부터 온다. 아이들의 재잘거리는 소리가 한층 높아지고 계곡의 얼음장 밑에서 숨죽이며 흐르던 물도 본 모습을 드러내며 활기를 북돋는다. 비발디의 사계 중 ‘봄’을 오케스트라의 연주로 들으면 유독 바이올린의 선율이 귓가에 맴돌며 봄의 싱그러움에 빠져들게 된다. 소리가 인간의 정서를 순화시키기도 하고 불안정하게 하기도 하는 위력을 가진 것이다. 이번엔 간단한 재료를 가지고 우리를 고조시키는 효과음을 만들어보고 소리에 대한 탐색을 해보자.

두루마리 휴지나 쿠킹 포일을 다 쓰고 남은 종이 원통을 준비한다. 탄력성이 있는 플라스틱 책받침이나 파일 표지를 종이 원통에 맞게 잘라낸다. 플라스틱 판 중앙에 송곳으로 구멍을 내고 길이 약 50㎝, 직경 0.5㎝정도의 용수철을 돌려가면서 끼워 넣어 고정시킨다. 이제 접착제로 종이 원통과 플라스틱 원판을 틈이 생기지 않도록 붙여준다.

이것을 손에 들고 흔들면 징이나 천둥과 같은 소리가 울려 퍼진다. 종이 원통의 직경과 길이를 변화시키면 다양한 울림의 소리를 얻을 수 있다. 또한 소리가 나오는 원통의 입구를 손으로 막았다 떼어보기도 하고 손으로 용수철을 훑어보기를 하면 색다른 효과음을 만들 수 있다.

그러면 가는 용수철과 원통 끝의 플라스틱판이 어떻게 큰 소리를 내는 것일까. 천둥소리가 나는 이 장난감을 살펴보면 용수철 부분의 한 쪽 끝이 탄력성이 있는 플라스틱판에 연결되어 있고, 이 판은 원통에 연결된다. 용수철을 흔들어 진동을 일으키면 용수철을 따라 전달된 파동이 북과 같은 재질의 플라스틱 판 부분을 진동시키게 되고 이 때 발생한 진동은 원통에 반사돼 소리가 중첩되면서 커다랗게 울려 퍼지는 것이다.

소리는 연속되는 잔물결처럼 눈에 보이지 않는 파동으로 공기나 여러 가지 물체를 통하여 퍼져 나간다. 음원이 공기 중에서 진동하면 주위의 공기도 같이 진동하게 되고 그 진동에 따라 공기가 눌리기도 하고 당겨지기도 하는 것이다. 이에 따라 공기의 밀도가 높은 곳과 낮은 곳이 생기고 이러한 상태가 반복되면서 진동이 퍼져 나가는데 이것을 ‘음파’라고 한다.

소리는 진동 때문에 생기지만 진동한다고 해서 반드시 소리가 들리는 것은 아니다. 그 진동을 전해 줄 매질이 없으면 소리가 들리지 않는다. 매질에 따라 소리의 전달 속도가 달라진다. 대체적으로 기체에서보다 액체에서, 액체에서 보다 고체에서 더 빠르다.

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김연숙 부평고등학교 교사
김연숙 부평고등학교 교사
용수철로 만들 수 있는 또 다른 효과음이 바로 전자 총소리이다. 종이컵이나 플라스틱 컵 2개와 가는 용수철로 다른 소리가 나는 장난감을 만들어 보자. 컵의 바닥에 용수철을 끼워 2개를 연결한다. 용수철이 없으면 긴 막대 풍선을 불어 컵 사이에 끼워도 된다. 전화기처럼 컵을 입에 대고 말하거나 들어보면 신비스러운 울림소리가 들린다. 용수철을 두드리면 공상과학 영화 속의 우주음 또는 전자 총소리 같은 것이 만들어진다. 용수철을 두드리거나 울렸을 때 나오는 음은 일반적으로 공기 중에서는 작게 들린다. 이것을 컵이 증폭시키게 되어 크게 들리는 것이다.

김연숙 부평고등학교 교사
2006-03-17 19면
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