쓰나미 전파 속도 계산기란?
이 도구는 쓰나미가 넓은 바다를 가로질러 얼마나 빠르게 이동하는지를 계산합니다. 쓰나미는 천해파(장파)에 해당하는 중력파로, 파장이 수심보다 훨씬 길기 때문에 그 속도는 거의 전적으로 수심과 중력가속도에 의해 결정됩니다. 이는 특정 지역에만 적용되는 것이 아니라 어느 바다에서나 통하는 보편적인 물리 법칙입니다.
사용 방법
수심을 미터(m) 단위로 입력하세요(물이 깊을수록 파동은 더 빨라집니다). 중력가속도는 표준 중력값인 9.80665 m/s²로 기본 설정되어 있지만, 필요하면 직접 수정할 수 있습니다. 계산기는 전파 속도를 초당 미터(m/s)와 시속 킬로미터(km/h) 두 가지 단위로 함께 보여줍니다. 수심은 0 이상이어야 하고 중력가속도는 양수여야 하며, 그렇지 않으면 결과가 정의되지 않습니다.
공식 설명
천해파의 전파 속도는 다음과 같이 구합니다.
$$v = \sqrt{\text{Gravity (m/s}^2\text{)} \times \text{Water depth (m)}}$$여기서 \(g\)는 중력가속도(m/s²), \(h\)는 수심(m)입니다. km/h로 환산하려면 3.6을 곱하면 됩니다. 1미터/초는 곧 3.6킬로미터/시이기 때문인데, 이는 시간당 3600초를 킬로미터당 1000미터로 나눈 값입니다.
계산 예시
수심 5000 m, \(g = 9.80665\) m/s²인 바다를 가정해 봅시다. \(g \times h = 49033.25\)이므로 \(v = \sqrt{49033.25} \approx 221.43\) m/s입니다. 이를 환산하면 \(221.43 \times 3.6 \approx 797\) km/h로, 제트 여객기의 순항 속도에 맞먹는 빠르기입니다. 실제로 1960년 칠레 대지진 당시 쓰나미는 평균 약 750 km/h의 속도로 태평양을 약 22.5시간 만에 횡단해 일본 도호쿠 산리쿠 해안에 도달했는데, 이 계산 결과와 잘 들어맞습니다.
자주 묻는 질문
해안에 가까워질수록 파동이 느려지는 이유는? 수심 \(h\)가 줄어들면 \(\sqrt{g \cdot h}\)도 작아지므로 파동은 느려지고, 그 에너지가 한곳에 쌓여 더 높은 물벽을 이룹니다. \(h = 0\)이 되면 속도는 0이 됩니다.
일반적인 풍랑(바람으로 생긴 파도)에도 사용할 수 있나요? 아니요. 이 공식은 파장이 수심보다 훨씬 긴 천해파(장파) 영역에서만 유효합니다. 쓰나미가 바로 이 경우에 해당하지만, 일반적인 풍랑에는 적용되지 않습니다.
음수 수심을 입력하면 왜 거부되나요? \(g \cdot h\)가 음수이면 음수의 제곱근을 구해야 하는데, 이는 물리적으로 존재하는 속도가 아닙니다. 그래서 계산기는 음수 입력을 유효하지 않은 값으로 처리합니다.
