1
00:00:07,080 --> 00:00:10,586
지진은 항상 끔찍한 현상으로
지속되어 왔죠.

2
00:00:10,586 --> 00:00:14,051
그리고 도시가 커질수록
더욱 치명적이 되었고,

3
00:00:14,051 --> 00:00:17,720
건물이 무너져 내리는 것은
가장 큰 위험 중 하나가 되었습니다.

4
00:00:17,720 --> 00:00:20,279
왜 지진이 나면
건물이 무너질까요?

5
00:00:20,279 --> 00:00:22,756
그리고 어떻게 막을 수 있을까요?

6
00:00:22,756 --> 00:00:25,734
여러분이 재난 영화를 많이 봤다면
생길 수 있는 아이디어는

7
00:00:25,734 --> 00:00:32,853
빌딩 붕괴가 빌딩 바로 아래의 땅의
격한 진동으로 갈라진다는 것입니다.

8
00:00:32,853 --> 00:00:35,298
하지만 사실 그렇게 
일어나는 것은 아닙니다.

9
00:00:35,298 --> 00:00:39,374
우선, 대부분의 빌딩은 단층선 바로
위에 있지 않습니다.

10
00:00:39,374 --> 00:00:43,966
그리고 움직이는 지질구조판은
건물의 토대보다 더 깊이 있습니다.

11
00:00:43,966 --> 00:00:46,316
그럼 실제로 무슨일이
일어나고 있는 걸까요?

12
00:00:46,316 --> 00:00:51,747
사실, 지진의 실체와 지진이 건물에
미치는 영향은 좀 복잡합니다.

13
00:00:51,747 --> 00:00:55,592
이를 논리적으로 설명하려고 건축가들과
엔지니어들은 모형을 이용했습니다.

14
00:00:55,592 --> 00:00:59,778
건물의 보와 기둥을 나타내는
2차원 선으로 이루어진 모형이나

15
00:00:59,778 --> 00:01:05,432
건물의 질량을 나타내는 원형구가 달린
사탕 모양의 선형 모형을 사용했습니다.

16
00:01:05,432 --> 00:01:09,280
이 모형들은 지진의 정도를 단순화해
나타낼 때 꽤 유용할 뿐만 아니라

17
00:01:09,280 --> 00:01:12,009
지진이 미치는 빌딩에 대한 영향을

18
00:01:12,009 --> 00:01:14,553
물리학에 기초해 
예측하는 것이기 때문이죠.

19
00:01:14,553 --> 00:01:16,868
지진이 일어나는 동안 발생하는
대부분의 건물 붕괴는

20
00:01:16,868 --> 00:01:20,332
사실상 지진 자체에 
의한 것이 아닙니다.

21
00:01:20,332 --> 00:01:23,259
대신, 건물 아래에 땅이움직일 때

22
00:01:23,259 --> 00:01:29,014
건물의 토대와 저층부의 위치를 옮기면서
나머지 부분에 충격파를 보내서

23
00:01:29,014 --> 00:01:32,504
이 때문에 건물들이
왔다 갔다하며 흔들리게 되는 겁니다.

24
00:01:32,504 --> 00:01:36,136
이 진동의 강도는 
두 가지 요인에 좌우 됩니다.

25
00:01:36,136 --> 00:01:40,426
건물 하단부에 주로 집중되어 있는
건물의 질량과 '강성도입니다.'

26
00:01:40,426 --> 00:01:44,595
강성도는 특정 양을 이동시키기 위해
필요한 힘의 정도를 말합니다.

27
00:01:44,595 --> 00:01:48,155
건물이 만들어진 소재와
기둥의 모양과 더불어

28
00:01:48,155 --> 00:01:51,207
강성도는 주로 높이와 연관됩니다.

29
00:01:51,207 --> 00:01:54,105
낮은 건물은 대체로 더 견고하고
움직임이 없는 편이고

30
00:01:54,105 --> 00:01:57,347
그에 반해 높은 건물은 
상대적으로 더 움직임이 많습니다.

31
00:01:57,347 --> 00:02:00,557
따라서, 해결책은 낮은 건물을 지어서

32
00:02:00,557 --> 00:02:02,843
가능한 한 조금 움직이도록
해야한다고 생각할 수 있죠.

33
00:02:02,843 --> 00:02:08,250
하지만 1985년에 멕시코에서 일어난
지진은 그 생각에대한 좋은 반례입니다.

34
00:02:08,250 --> 00:02:13,912
지진이 일어나는 동안 상당히 많은
6-15층 높이의 건물이 붕괴되었죠.

35
00:02:13,912 --> 00:02:17,999
이상한 점은 그 근처 낮은 건물들은
무너지지 않았다는 것이고,

36
00:02:17,999 --> 00:02:22,405
15층보다 더 높은 건물들도
비교적 적게 손상되었습니다.

37
00:02:22,405 --> 00:02:24,555
그리고 무너진 중간 크기의 빌딩들은

38
00:02:24,555 --> 00:02:28,730
지진이 일으키는 진동보다 더 격하게
흔들리는 것이 관측되었습니다.

39
00:02:28,730 --> 00:02:30,590
어떻게 이런게 가능할까요?

40
00:02:30,590 --> 00:02:34,322
정답은 '고유 진동수'라
알려진 것과 관계 있습니다.

41
00:02:34,322 --> 00:02:35,988
진동 시스템에서

42
00:02:35,988 --> 00:02:41,461
진동수란 앞뒤로 흔들리는 횟수가
1초에 몇 번인지를 나타냅니다.

43
00:02:41,461 --> 00:02:47,021
반대로 말하자면,한 번 흔들릴 때
몇 초가 걸리는지를 의미합니다.

44
00:02:47,021 --> 00:02:51,763
그리고 질량과 강성도에 의해
결정되는 건물의 고유 진동수는,

45
00:02:51,763 --> 00:02:55,330
건물의 진동이 응집되는 빈도를
의미합니다.

46
00:02:55,330 --> 00:03:00,067
건물 질량의 증가는 자연적으로
진동을 느리게 하는 반면,

47
00:03:00,067 --> 00:03:03,725
강성도의 증가는
진동을 빠르게 만듭니다.

48
00:03:03,725 --> 00:03:09,812
그래서, 이 관계를 나타내는 방정식에서
견고성과 고유진동수는 서로 비례합니다.

49
00:03:09,812 --> 00:03:14,184
반면 질량과 고유진동수는 반비례하지요.

50
00:03:14,184 --> 00:03:17,658
멕시코 시티에서 일어난 현상을
'공진(共振)'이라고 부르는데요,

51
00:03:17,658 --> 00:03:24,768
그 지진의 지진파의 진동수가 중간 크기
빌딩의 고유 진동수와 일치했던 거죠.

52
00:03:24,768 --> 00:03:27,466
박자가 잘 맞춰진 그네가 흔들리듯이

53
00:03:27,466 --> 00:03:36,226
매회 더해지는 진동이 건물의 흔들림을
그 방향으로 더 크게 흔들게 되는거죠.

54
00:03:36,226 --> 00:03:40,643
결국 처음 위치보다 훨씬 더 멀리
이동하게 되는 것입니다.

55
00:03:40,643 --> 00:03:44,685
오늘날, 엔지니어들은
지질학자, 지진학자들과 함께

56
00:03:44,685 --> 00:03:48,702
건설현장에서 지진운동의 진동수를
예측하기 위해 연구하는데요,

57
00:03:48,702 --> 00:03:51,626
이는 공진으로 인한 붕괴를
막기 위함입니다.

58
00:03:51,626 --> 00:03:54,947
흙의 종류와 단층 유형 같은
요소들을 고려하고,

59
00:03:54,947 --> 00:03:57,837
이전의 지진 데이타도 살펴봅니다.

60
00:03:57,837 --> 00:04:02,915
빈도가 낮은 진동은, 높고 유연한
건물에 더 큰 피해를 입히는 반면,

61
00:04:02,915 --> 00:04:08,469
빈도가 높은 진동은, 작고 견고한
건물에 더 위협적입니다.

62
00:04:08,469 --> 00:04:11,596
엔지니어들은 또한 충격을 흡수하고

63
00:04:11,596 --> 00:04:14,763
변형을 최소화할 방법을
혁신적인 시스템을 이용하여 연구하죠.

64
00:04:14,763 --> 00:04:18,206
[기초면진]은 유연한 층을 이용하여


65
00:04:18,206 --> 00:04:21,275
건물의 기초가 다른부분으로부터
움직이지 않도록 격리시킵니다.

66
00:04:21,275 --> 00:04:25,486
반면, [동주질량시스템]은
공진을 상쇄시키는데,

67
00:04:25,486 --> 00:04:30,056
흔들림이 고유 진동수와 맞지 않게 하여
떨림을 줄이는 겁니다.

68
00:04:30,056 --> 00:04:33,836
결국, 견고한 건물이라고
무너지지 않는게 아니고,

69
00:04:33,836 --> 00:04:36,756
스마트하게 지어진 건물이
무너지지 않는겁니다.