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소닉 붐 그리고 음파 에너지

글쓴이 : SOONDORI

톰 크루즈 주연의 2022년 영화, ‘탑건 매버릭’에서 실감 나게 묘사된 Sonic Boom.

초음속으로 나는 전투기 앞쪽의 공기 압력이… (미처 압력이 해소될 틈도 없이) 쌓이고, 쌓이고, 쌓이다가 어느 순간에 폭발하는 현상이다. A4지 100장을 느슨하게 겹쳐 놓고 그것을 유압 프레스로 천천히 그러나 강하게 누를 때, 결국 큰 소리와 함께 절단되는 장면을 상상해 보면 될까?

(출처 : https://interestingengineering.com/science/how-the-astounding-sonic-boom-phenomenon-actually-works)

중요한 것은, 공기 압력의 변화가 곧 파동 에너지이고 그것은 여하한 톤의 ‘소리’와 같으며 사람의 청각은 단순한 <파동 에너지 대 전기 에너지의 변환>이라는 사실. 너무 뻔한 삼척동자의 정의인데…

아무튼, 변환 민감도가 크면 잘 듣는 것이고, 아니면 ‘말귀를 영~ 못 알아듣는 사람’이 되고, 스피커 유닛이 공기 압력을 잘 생성하면 (소출력 진공관 앰프에 적합한) 민감한 제품이 되고, 또 그래서… 음압(音壓)이나 SPL(Sound Pressure Level)이라는 용어가 쓰이고.

결국, “소리는 소리가 아니라 압력이자 에너지이다”

그렇고… 소닉 붐이 있을 때 비행기 뒤편에 구름이 형성되는 것은 (쭈쭈바를 쥐어짜듯) 공기 압력에 의해서 공기 안의 수분이 튀어나와 서로 응축되는 현상. 논리상 바다 위를 초음속으로 날 때와 건조한 사하라 사막을 날 때 후방 구름의 크기는 다르게 된다.

역시, 환상의 초음속 에어쇼를 하려면 비 온 다음 날이 좋을 듯. 아니면 바닷가에서, 아니면 매머릭 영화에서처럼 계곡 안에서?


다음은, <소리 = 에너지>라는 관점에서 정리한 글들. 아? 그리고…

애완동물을 정말 사랑한다면, 가정 내, 인간이 듣지 못하는 대역의 주파수(노이즈)가 있는지를 확인할 필요가 있다는 생각. 365일 찡~하는, 사람은 못 듯는 소리를 들어야 하는 개와 고양이는 하루하루가 너무 힘들겠다는…

“… 돌고래는 150~15만 Hz까지, 박쥐는 1,000~12만 Hz까지, 생쥐는 2,300~9만 2,000Hz까지, 말은 55~3만 3,500Hz까지, 고양이는 60~6만 5천Hz까지, 개는 15~5만Hz까지 들을 수 있다. 빛이나 전파는…”(금성출판사 백과사전, dic.kumsung.co.kr)

대한민국의 모든 가정집에서, 대체로 ~10만hz까지 전혀 소음이 없다? I don’t thinks so. 개통령 강형욱 씨가 촬영 소재로 삼을 만한 내용.

[ 관련 글 ]
10만 헤르츠 음파를 픽업하는 방법론
전투기 날자마자 강요되는 웨클?

○ 맥동, 에너지 관점의 동질성 : 블랙홀 충돌의 중력파와 스피커의 음파

○ 사람을 해치는 음파 에너지 : LRAD, 나쁘게 쓰이거나 좋게 쓰거나

○ 맞닿은 두  음파 압력의 평형 : Standing Wave 그리고 음파 공중부양

○ 공간을 뛰어넘는 음파 에너지의 전달 :  미세 먼지와 음파 응집과 빗자루와 쓰레받기

○ 물체를 움직이는 음파 에너지 스피커 진동과 클라드니 도형 그리고 에너지

○ 에너지의 투과 :  음파 에너지를 이용한 콘크리트 상태 분석


(내용 추가) 2003년 NASA의 간이 보고서에서.

“… 30.5m 미만 고도에서 초음속으로 비행하는 항공기에서 발생하는 소닉 붐은 9.07~65.32Kg의 압력차를 만들고 그 압력이 326.6Kg을 넘어서면 고막 손상이, 979.8kg이 되면 폐손상이 일어날 수 있다. 참고로 기종별 압력차는 다음과 같다…”

– SR-71 : 마하 3@24,384m에서 0.408Kg
– 콩코드 SST : 마하 2@15,849m에서 0.880Kg
– 우주 왕복선 : 마하 1.5@18,288m에서 0.567kg

장난하시나… 오산 비행장 주변 주민이 상시 고통을 느끼는 고도에서 실험해야 하는 것 아닌가?

NASA Facts-소닉 붐-2003년 11월

 

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