[초3 과학] 소리의 성질 (진공에서 소리가 들릴까?)

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소리의 성질 (초등학교 3학년 2학기 과학)
키워드: 소리의 성질, 소리 내기, 세기, 높낮이, 전달, 간이 악기

1. 소리 내기

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* 여러 가지 소리와 느낌
- 노래하는 소리: 아름답다
- 오토바이 소리: 큰 소리에 깜짝 놀란다.
- 분필 긁는 소리: 날카로운 소리에 소름이 돋는다.
- 개가 짖는 소리: 소리가 무섭다.

* 소리 내는 방법
- 두드려서 소리 내기 (책상)
- 터뜨려서 소리 내기 (풍선)
- 불어서 소리 내기 (유리병)
- 뚱겨서 소리 내기 (고무줄)

* 소리가 나는 물체의 공통점
기타의 줄이 떨리고 큰북의 북면도 떨리고 소리굽쇠로 물을 쳤을 때도 물에서 떨림이 느껴진다.
소리가 나는 물체들은 공통적으로 떨림이 느껴진다.
그러나 떨림이 멈추면 소리가 나지 않는다.

* 소리가 나는 원리(소리굽쇠)
- 소리 굽쇠의 한쪽 가지를 고무망치로 친다.
- a. 순간적으로 모양이 한쪽으로 휘게 된다.
- b. 원래 모양으로 되돌아가려다 반대편으로 더 휘게 된다.
- c. 원래 모양으로 되돌아간다.
- a-c 과정을 반복하면서 떨림이 생긴다.
- 소리굽쇠 주변의 공기도 떨리면서 소리가 난다.

왼쪽에서 소리굽쇠를 쳤을 때 진동하는 모습

* 소리의 특징
(1) 소리의 세기
- 소리의 크고 작은 정도
- 공기가 얼마나 크게 흔들렸는지 나타냄.
(큰소리는 공기가 많이 흔들렸기 때문이고 작은 소리는 공기가 조금 흔들렸기 때문이다.)

(2) 소리의 높낮이
- 소리의 높고 낮은 정도
- 공기가 얼마나 자주 흔들렸는지 나타냄.
(높은 소리면 공기가 자주 흔들렸기 때문이고 낮은 소리는 공기가 뜸하게 흔들렸기 때문이다.)

* 기타 소리의 세기를 다르게 하는 방법
큰 소리 - 줄을 세게 뚱기거나 치기
작은 소리 - 줄을 약하게 뚱기거나 치기
높은 소리 - 줄의 길이를 짧게 잡거나 조이는 부분을 통해 팽팽하게 하여 뚱기기
낮은 소리 - 줄의 길이를 길게 잡거나 조이는 부분을 통해 느슨하게 하여 뚱기기

* 유리병 실로폰 만들기
실로폰의 소리 높낮이는 막대의 길이에 따라 달라짐.
높은 소리는 막대의 길이가 짧고 낮은 소리는 막대의 길이가 길다.
→ 소리의 높낮이는 물의 양으로 다르게 할 수 있다.
+) 유리병을 세게 치거나 약하게 쳐서 소리의 세기를 다르게 할 수 있다.

- 각각의 유리병에 양을 달리하여 물을 넣는다. (가득 차 있을 수록 소리가 낮고 적게 차있을 수록 높은 소리가 난다.)
- 채로 두들겨 소리를 낸다.

* 사람이 들을 수 없는 소리
- 사람이 귀로 들을 수 있는 소리의 범위는 일정함. (20Hz~2000Hz)
- 동물들은 각각의 종에 따라 들을 수 있는 소리의 범위가 다름.
- 초음파는 사람이 들을 수 없지만, 박쥐나 돌고래는 들을 수 있음.
- 초음파를 우리 생활에 이용하기도 함. (태아를 볼 수 있는 초음파 진단 장치, 물고기가 어디에 많은지 알려주는 어군 탐지기)

[재밌는 이야기]
말을 하는 입은 하나인데 소리를 듣는 귀는 왜 두 개일까?
우선 두 귀로 들으면 소리를 더 잘 들을 수 있다.
그리고 두 귀로 들으면 안 보고도 소리가 나는 방향을 알 수 있다.
이것은 두 귀가 거리가 있어서 두 귀에서 들리는 소리의 크기와 시간이 다르다. 이 차이를 뇌가 종합적으로 인식해서 어느 방향에서 소리가 들리는지 알 수 있다.

2. 소리 전달하기

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* 공기 중에서의 소리 전달
촛불 옆에서 큰북을 두드리면 큰북의 북면이 떨리면서 소리가 난다. 그런데 떨어져 있는 촛불도 떨린다.
이것은 소리가 전달되었기 때문이다.
→ 소리는 공기를 통하여 전달된다.

* 나무 책상에서의 소리 전달
책상에 귀를 대고 책상을 두드린다. 그러면 책상 두드리는 소리가 잘 들린다.
→ 소리가 고체 물질을 통하여 전달된다.

* 물속에서의 소리 전달
물속에서 구슬을 부딪친다. 물 밖에 있어도 구슬이 부딪히는 소리가 잘 들린다.
→ 소리가 액체 물질을 통하여 전달된다.

* 진공 상태에서의 소리 전달
밀폐된 통 속에 휴대 전화를 넣고 진공 상태로 만든다. 진공 상태가 되면 휴대 전화 벨소리가 들리지 않는다.
→ 소리가 진공 상태에서는 전달되지 않는다.

소리를 전달하는 물질에는 고체, 액체, 기체가 있다.
그러나 이 물질의 차이에 따라 소리의 속력도 달라진다.

구분	소리 전달 물질	소리의 속력(m/s)
기체	공기(20도씨)	343
액체	물(20도씨)	1482
고체	강철 알루미늄	5941 6420

소리의 전달 모습: 소리 전달 물질 자체가 이동하는 것이 아니라 떨림이 전달되는 것이다.
떨림만 움직여 가는 것!

* 작은 소리를 잘 들을 수 있는 방법
- 손을 귀 가까이 모으고 소리를 들음.
- 종이를 고깔 모양으로 말아 귀에 대고 들음.
- 귀가 안 좋은 사람은 보청기를 사용함.
- 청진기로 몸속의 소리를 들을 수 있음.

* 간이 청진기 만들기
- 플라스틱 깔때기의 아래쪽에는 고무관을, 위쪽에는 비닐 랩을 팽팽하게 씌워 만든다.
공기의 떨림이 비닐 랩을 떨게 하고 비닐랩이 떨면서 깔때기 안으로 소리를 다시 떨리게 해서 소리가 잘 들리게 한다.
- 소리의 전달 과정: 소리 → 깔때기(소리 모으기) → 고무관(전달하기) → 귀

* 종이컵 전화기 만들기
- 종이컵 두 개의 바닥에 구멍을 뚫고 실을 넣어 종이컵 두 개를 연결, 테이프로 고정한다.
(실을 팽팽하게 했을 때 더 잘 들린다.)
실 대신 용수철, 풍선을 사용해도 된다.
종이컵에 소리를 내면 연결된 실, 용수철, 막대풍선을 따라 떨림이 전달되어 상대편 종이컵에서 들을 수 있다.