파동 속도 계산기란?
파동 속도 계산기는 주파수와 파장을 바탕으로 파동이 매질을 통과하는 속도를 구해 주는 도구입니다. 소리든 빛이든, 물결이든 진동하는 줄이든, 모든 주기적인 파동은 한 가지 기본 법칙을 따릅니다. 바로 '속도 = 주파수 × 파장'이라는 관계죠. 이 계산기는 어떤 종류의 파동에도, 일관된 SI 단위만 사용한다면 그대로 적용되므로 학생, 엔지니어, 취미로 물리를 즐기는 분 모두에게 유용합니다.
사용 방법
먼저 파동의 주파수를 헤르츠(Hz) 단위로 입력하세요. 주파수는 1초 동안 한 지점을 통과하는 파동의 횟수를 뜻합니다. 그다음 파장을 미터(m) 단위로 입력하면 됩니다. 파장은 이웃한 두 마루(crest) 사이의 거리입니다. 계산기는 이 두 값을 곱해 파동 속도를 초당 미터(m/s)로 알려 줍니다.
공식 풀이
파동 방정식은 다음과 같습니다.
$$v = f \times \lambda$$
여기서 v는 파동 속도(m/s), f는 주파수(Hz, 즉 \(1/s\)), λ(람다)는 파장(m)입니다. 주파수와 주기는 서로 역수 관계(\(f = 1/T\))이므로, 이 식은 \(v = \lambda / T\)로도 쓸 수 있습니다. 식을 변형하면 두 값을 알 때 나머지 하나를 자유롭게 구할 수 있습니다.
예제로 살펴보기
어떤 소리 파동의 주파수가 440Hz(음계의 '라', A4)이고 공기 중에서 파장이 0.78m라고 가정해 봅시다. 속도는 다음과 같습니다.
$$v = 440 \times 0.78 = 343.2 \text{ m/s}$$ — 실온의 공기 중에서 실제 음속과 거의 일치하는 값입니다.
자주 묻는 질문
빛(광파)에도 적용되나요? 네. 진공 속의 빛은 올바른 주파수와 파장을 넣으면 v가 약 \(3 \times 10^{8}\) m/s에 가깝게 나옵니다.
어떤 단위를 써야 하나요? 주파수는 헤르츠(Hz), 파장은 미터(m)를 사용하면 속도가 초당 미터(m/s)로 나옵니다.
반대로 파장을 구할 수도 있나요? 공식을 변형하면 됩니다: \(\lambda = v / f\). 알고 있는 속도를 주파수로 나누면 파장이 나옵니다.
