그림 1은 기타현의 개략도 입니다.
1,2,3 세 곳에 걸리는 장력은 같습니다.
1과 2 부분을 눌러보면 매우 딴딴하고, 뚱겨보았을 때 매우 높은 음이 나오지만
그것은 그 부분의 길이가 짧기 때문이지 장력이 세기 때문이 아닙니다.
장력은 1,2,3 어느 부분이나 다 같습니다.
그래서 그림 2에서 보는 바와 같이 하현주에 걸리는 힘을 분석해보면,
oa화살표료 표시되는 힘과, ob로 표시되는 힘의 크기는 같고 방향만 다릅니다.
그래서 그 두힘의 합력을 구하면 oc로 표시되는 힘이 나옵니다.
그 힘이 하현주를 눌러주는 힘이 되고 결국 현의 진동을 전판에 전하는 능력이 됩니다.
그런데 그 합력의 방향은 수직이 아니므로
다시 수직으로 설치된 하현주 방향 성분과 수평성분으로 나뉘어 집니다.
즉, oc힘은 수직인 od힘과 수평인 oe힘으로 나뉘어지지요.
물론 od힘은 전판으로 소리를 전달하는 능력을 나타내게 되고,
oe힘은 하현주를 사운드홀쪽으로 쓰러뜨리는 힘으로 작용하겠지요.
그래서 하현주를 그림 3과 같이 비스듬하게 설치하면 어떻겠는가 하는 생각입니다.
그러면 oc힘이 그대로 전판으로 전달되며 하현주를 쓰러뜨리는 불필요한 힘이 없어지게 됩니다.
그러한 것이 기타의 음질에 어떠한 영향을 줄 지,
또는 영향이 있기나 할지는 모르겠지만,
역학적으로는 유리한 면이 있는 것 같아서....
저것이 기타가 아니라 건축물이거나 교량이라면 당연히 그림 3처럼 지지대 설치합니다.
Comment '20'
-
그래서 하현주가 쓰러지거나 하는 것을 걱정하는 것이 아닙니다.
하현주가 끼워지는 브릿지홀이 문들어지는(?) 것을 걱정하는 것도 아니구요.
그 정도로 약한 재료를 사용할 리가 없지요.
제가 생각하는 것은 음의 전달특성에 혹시 차이를 보이지 않을까하는 것입니다.
음의 전달을 좋게 하기 위해 소뼈 대신 황동핀을 사용하는 기타도 있던 것 같은데...
-
아 그랬군요~
글쎄요, 음의 소리는 분명 하현주나 상현주의 재료에 따라 다르게 날것입니다.
쉽게 말씀드리면 손가락에 고무줄을 걸쳐 다른사람이 퉁겨보는것과, 쇠 젓가락에 고무줄을 걸쳐 퉁겨보세요(소리가 날만큼 장력을 가한후) 소리가 분명 다릅니다.
말씀하신데로 과거 누눈가는 그것을 발견했겠죠.
상현주는 홈의 가공때문에 과거 뼈나 상아를 계속쓰는것같구요, 하현주의 경우는 flat이기때문에 황동핀을 사용해 본것아닌가 추측해 봅니다.
즉, 재료에 따라 소리의 차이는 날것이고, 각도는 영향을 안준다 하겠습니다. 하현주는 금속일수록 더 명료한 소리가 나겠지요 -
제가 쏠레아님이 제안한거 실험해 봤었습니다.
(하고 싶어 한게 아니고 하현주 브릿지홈이 뭉그러져서
억지로 새로 홈을 낸다고 하다가 저렇게 기울어 졋네요 ㅡㅡ;;)
제 귀엔 음질에 별로 변화가 없었습니다. -
하현주가 전달력이 좋으면 음질이 좋아지나요?
그럼 음 전달력 좋은 재질을 구해봐야 겠군요....^^
유리나 쇠를 이용해보면 어떨까 생각해봅니다.
너무 무거우면 어쩔까.... -
아주 가벼운 스테인레스 316정도(스테인레스는 함량에 따라 number로 표기 됨) 사용하시면 어떨까요???
저도 안해 봐서리^^ -
아마도 줄에 의한 미세한 마모에 의한 3번 현의 길이 변화를 없애기 위해서 수직으로 하느것이 영향이 덜 가게지 않을까요?..^^
-
그림3은 새들에 가해지는 힘은 균형을 이루겠지만, 상판이 받는 힘은 새들의 기울기와는 무관하겠지요. 오히려 새들의 길이가 길어져서 손실이 발생할 수 있을 것도 같은데요.
-
그리고 상아가 새들의 고급재료로 사용되는 이유중에 하나는 완전탄성체에 가까운 특성 때문은 아닐까 생각합니다.
-
Bean님 완전탄성체가 무엇인지요? 상아를 사용하게된 것은 우선 기타가 발전해오며 쉽게 재료를 구할 수 있던것중에 상아였고, 상아가 없는 곳에서는 뿔이나 뼈를 사용했겠지요, 아무래도 탄성체와는 별개로 가공이 쉽고 단단한 물체를 찾았을 겁니다. (처음엔 나무? or 나무재질? 같은 것으로 쓰다가 현의 마찰때문에 stiffness가 강한 뿔, 뼈, 상아(지역에서 구하기 쉬운)를 사용했을거라는 추측)
-
우연히 하현주재료로 "상아"를 쓰게 되지는 않앗았을거 같아요...
유럽에서는 상아사용이 법으로 금지되어 있습니다.
아직 아시아는 상업적인 거래만 법으로 규제할뿐이고요.
도장가게에는 아직도 전에 팔다남은 상아가 많습니다...
우리나라에서 상아 밀무역을 하던분들이 다 형무소에 10년점쯤 잡혀 들어갔습니다.
저랑 잘 아는분들이었죠...
일본에서는 합법적으로 국제기금을 내고 정식으로 한번 대량수입하였엇습니다.
-
네! 콩쥐님 지금은 그런 줄 아는데 아주 예전에 그러지 않았을까하는 추측 입니다.
1800년대 근대 기타 제작시는 상아 사용 금지는 없었던 걸로 아는데요?? -
기타의 초기 구성을 잘 모르는 입장이라서 현주의 발전과정 역시 잘 모르겠습니다. 제 두번째 글은 사적인 추측입니다. 기타도 역사가 오래된 악기인만큼 아직까지 살아남아 현재에도 쓰여지는 재료라면, 그 재료는 짐작컨대 이론적으로도 적합한 재료가 아닐까 생각해봅니다. 오래전에는 재료에 대한 과학적인 물성을 알았다기보다는 음~님의 말씀처럼 재료수급/가공의 용이함 등이 작용하여 재료를 선정했을 것 같습니다.
완전탄성체라는 말을 들여쓴 이유는.. 탄현에서 전판진동까지 에너지전달의 용이성이라는 측면이었습니다. 완전탄성체일수록 손실이 그만큼 적을테지요.
하지만 결국 수많은 시간동안에 살아남은 재료의 특징이라면 아마도 그것은 그 재료만이 가지고있는 '음악성'이 아니었을까 하네요. -
Bean님의 마지막 말씀이 넘 멋지네요~ 그럼 하루 마무리 잘하시고 편히 쉬시기를~~~
-
1) 상아에 대해서 :
물리학자들이 탄성비를 정할 때 상아를 기준(탄성계수 : 1)으로 정한 것입니다.
그러므로 상아를 완전탄성체로 간주할 수도 있지만 그 보다는 탄성기준으로 보는 게 타당합니다.
참고로, 현재까지는 상아보다 탄성비가 낮은 물체를 만들지는 못하였습니다.
2) 솔레아님의 제안에 대해서 :
역학적으로는 맞는 이론입니다만, 실제적으로는 아래와 같습니다.
oc와 od는 총 장력이 2로 나누어진 분력(Vector)으로, 이 분력 중,
- od는 Bridge에 수직인 압축력(Compression)으로,
- oc는 Bridge에 회전 우력(Bending moment)로 작용하게 됩니다.
한편 Bridge 토막 전체는,
- 현을 매는 뒤쪽에는 인장력이 작용하고,
- Saddle 쪽에는 압축력이 작용하고 있습니다.
또한 Bridge 자체는 위의 oc와 od를 견딜 수 있는 강성(Stiffness)을 갖고 있으므로,
결과적으로는 이 분력들을 자체수용하여, 그 합력을 전면판으로 전달하게 되는 겁니다.
단, 부챗살과 전면판 복합체가 압축력이나 인장력에 견디지 못하는 경우,
Bridge 앞쪽면이 내려앉거나 뒷쪽면이 불룩하게 올라오는 변형이 생기기도 합니다.
그러나 Bridge의 현을 매는 쪽에 총 장력과 같은 크기의 인장력이 발생하는 한,
Saddle을 비스듬히 세운다고 해서,
- 발현한 힘(진동)이 전면판에 더 크게 전달되거나,
- 이런 변형이 안생기거나 하지는 않습니다.
-
브릿지의 두께에 관계가 있다고 봅니다. 장력이센 기타 브릿지를 앏게해보니 장력이 약해졌어요
내경우에는 그랬어요. -
공예품 재료로서 상아가 많이 사용되고 지금도 중국이 상아 밀무역의 주수입국인 이유는 상아의 재질이 아름다울 뿐만 아니라 극세공이 가능하기 때문입니다. 실제로 중국 상아공예품을 보면 확대경으로 봐야할 만큼 정밀세공된 것이 많습니다.
그러나 하현주에 쓰인 것은 알려진 물질중 탄성이 가장 높아 최동수님 말씀대로 탄성계수의 기준이 되는 물질이기 때문입니다. 또한 내부저항이 0인 것으로 알고 있습니다. 탄성계수=1, 내부저항=0 이라 함은 상아끼리 충돌하면 되튀는 과정에서 그 에너지의 손실이 전혀 없음을 뜻합니다. 즉, 1m 높이에서 떨어뜨리면 다시 1m를 그대로 튀어올라 영원히 튀김을 되풀이 한다는 것입니다. (실제로는 '완전'탄성체가 아니어서 튀어오르는 높이가 약간씩 낮아지겠지만.) 그래서 예전엔 상아로 당구공을 만들었으나 지금은 성질이 비슷한 플라스틱(?)과 같은 합성물질로 만들지요. 완전탄성체가 어떠건지 궁금한 분은 당구장에 가서 주인몰래(!) 당구공을 시멘트 바닥에 떨어뜨려 보십시오.
그런 상아로 상/하현주를 만들면 진동이 손실 없이 전달됩니다. 소뼈는 탄성은 모르겠지만 압축강도가 콘크리트보다도 훨씬 강하다고 합니다. 그러나 무게만 가볍게할 수 있다면 당구공 만드는 재료가 오히려 더 좋을지 모릅니다. 실제 상아에 버금가게 탄성계수가 높은 것으로 보이기 때문입니다. 제작하는 분이라면 한번 시도해 보시는 것도 어떨지요?
-
좋은 상아를 구하기 힘들어서 그런지 모르겠지만...
요즘 유명제작자분들도 상아보다는 고급소뼈를 사용하시더군요.
상아는 너무 예민해서 손톰소리가 많이 나더군요.
투명하고 맑은 소리는 아주 일품이지만 무던한 부드러움은 소뼈보다 떨어지는듯 합니다.
-
솔레아님의 제안에 대해서는 최동수님 말씀에 전적으로 동의합니다.
브릿지 전체는 Saddle, Saddle로부터 Tie block까지 매어진 현을 포함하여 몽땅 하나의 "Solid State"가 됩니다. 즉, 앞판과 현의 거리(브릿지의 높이)가 같다면, 새들의 각도가 어떻건, 현이 어떻게 걸리건 간에 브릿지 전체에 걸리는 힘은 항상 똑같습니다.
기중기가 10m 떨어진 곳에 놓인 1t의 물건을 들어 올린다고 합시다. 이때 기중기의 Boom이 직선으로 뻗어있건 'ㄱ'자로 생겼건, 와이어가 어떻게 걸쳐있건 간에 기중기 받침대에 걸리는 힘은 똑 같습니다. 기중기 전체가 하나의 Solid State이기 때문입니다.
이 것도 논쟁을 일으킬 말이 될 수 있지만...
현이 새들위에 걸치는 꺾임이 크다고 브릿지에 더 큰 압력이 가해지는 것이 아닙니다. 꺾임이 크면 현이 새들을 더 누르는 것은 틀림없는 사실이지만 그 현은 또한 타이블락을 그 만큼 더 위로 잡아 당기기 때문입니다. 따라서 브릿지 전체와 앞판에 걸리는 압력에는 전혀 변화가 없습니다.
그렇다면 소리는? 현이 새들을 누르는 압력이 커지면 음향에 변화가 있을 수 있습니다. 다만 그 것이 브릿지가 앞판에 더 큰 압력을 가하기 때문은 아니라는 것입니다.
-
그림2에서 보면,(od를 주축으로 ob를 회전)
각bod가 90도 일때 그림1의 3과 2는 같은장력이 분명한데,
각bod가 0도에 가까워지면 od의 압력이 커지고 , 현과새들의 접촉부위의 마찰력도 커져서 ob방향의 힘(인장력)은약해진다는 의견입니다
그림1의 1,2,3 장력이 같다와는 다른 이견이 됩니다
평소에 장력에대한 소견이 위그림을 보면서 머리가 복잡해집니다
좋은그림을 올려주신 쏠레아님께 진심으로 감사드립니다
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그러나 기타에서는 수직이나, 각도를 주거나 아무 영향이 없겠네요~
이유는 현재 하현주의 형태나 각도를 주는 위 방법의 형태나 stress를 받는것은 하현주가 끼워지는 브릿지홀이기 때문입니다. 브릿지홀의 (그림3에서의)왼쪽 돌기는 상단이, 오른쪽돌기는 하단에 stress가 받겠죠.
물론 약간의 이격이 있을경우이고, 이격이 없다면 같은 곳에 전단력만 가해지겠네요.
즉, 각도를 주든 안주든 아무 관계 없겠습니다.