una copa de vino, estimulada por un sonido continuo en el tono/frecuencia correctos, vibrará… tal frecuencia que las tensiones internas lo destruirán.
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el colapso del puente Tacoma Narrows en la mañana del 7 de noviembre de 1940, es el ejemplo más icónico de una espectacular falla de puente en los tiempos modernos., Como el tercer puente colgante más grande del mundo, solo detrás de los puentes George Washington y Golden Gate, conectó Tacoma con toda la Península de Kitsap en Puget Sound, y se abrió al público el 1 de julio de 1940. Solo cuatro meses más tarde, bajo las condiciones de viento adecuadas, el puente fue impulsado a su frecuencia resonante, haciendo que oscilara y girara incontrolablemente. Después de ondular durante más de una hora, la sección central se derrumbó, y el puente fue destruido., Fue un testimonio del poder de la resonancia, y se ha utilizado como un ejemplo clásico en clases de Física e ingeniería en todo el país desde entonces. Desafortunadamente, la historia es un mito completo.
cada sistema u objeto físico tiene una frecuencia que es naturalmente inherente a él: su frecuencia resonante. Un columpio, por ejemplo, tiene una cierta frecuencia a la que se puede conducir; como un niño aprendes a bombear a ti mismo en el tiempo con el columpio., Bombea demasiado lento o demasiado rápido, y nunca aumentarás la velocidad, pero si bombeas a la velocidad correcta, puedes balancearte tan alto como tus músculos te lleven. Las frecuencias resonantes también pueden ser desastrosas si acumulas demasiada energía vibratoria en un sistema que no puede manejarla, que es cómo el sonido solo en el tono correcto es capaz de causar que una copa de vino se rompa.
Una copa de vino, estimulado por un continuo sonido en el derecho de tono/frecuencia, vibra al… tal frecuencia que las tensiones internas lo destruirán.,
Marty33 de YouTube
tiene sentido, mirando lo que le pasó al puente, que la resonancia sería la culpable. Y ese es el escollo más fácil en la ciencia: cuando se te ocurre una explicación que es simple, convincente y parece obvia. Porque en este caso, está completamente equivocado. Se puede calcular cuál sería la frecuencia resonante del puente, y no había nada conduciendo a esa frecuencia. Todo lo que tenías era un viento fuerte y sostenido. De hecho, el puente en sí no estaba ondulando en su frecuencia de resonancia en absoluto!,
pero la historia de lo que realmente estaba sucediendo era fascinante, y contiene Lecciones-Lecciones que no necesariamente hemos escuchado-para todos los puentes que hemos construido desde entonces.
El Puente Capilano en Vancouver, Canadá, es uno de los puentes colgantes peatonales más grandes del mundo…. Si lo atraviesas, saldrás desorientado de las ondulaciones.
Leonard G. de Wikipedia en inglés
cada vez que tienes un objeto suspendido entre dos puntos, es libre de moverse, vibrar,oscilar, etc., Tiene su propia respuesta a estímulos externos, al igual que una cuerda de guitarra vibra en respuesta a excitaciones externas. Eso es lo que el puente hizo la mayor parte del tiempo: simplemente vibraba hacia arriba y hacia abajo mientras los coches pasaban por encima de él, mientras soplaba el viento, etc. Hizo lo que haría cualquier puente colgante, solo un poco más severamente debido a las medidas de ahorro de costos implementadas en su construcción. Las estructuras como los puentes son particularmente buenas para derramar este tipo de energía, de modo que, por sí solas, no planteaban peligro de colapso.,
pero a medida que el viento pasó sobre el puente el 7 de noviembre, un viento más fuerte y sostenido de lo que nunca había experimentado antes, causando vórtices para formar como el viento constante pasó sobre el puente. En pequeñas dosis, esto no plantearía un gran problema, pero eche un vistazo a los efectos de estos vórtices en una estructura en el siguiente video.
con el tiempo, causan un fenómeno aerodinámico conocido como «aleteo», donde las extremidades en la dirección del viento reciben un movimiento de balanceo adicional., Esto hace que las porciones exteriores se muevan perpendicularmente a la dirección del viento, pero fuera de fase desde el movimiento general hacia arriba y hacia abajo del puente. Se sabe que este fenómeno de aleteo es desastroso para los aviones, pero nunca se había visto en un puente. Al menos, no hasta este punto.
Bajo los efectos de flutter, alas de aviones puede doblar o incluso romper completamente. Esto ha permitido… la desaparición de varios pilotos y numerosos accidentes aéreos a lo largo de los años.,
Netherlands Aerospace Center/NLR
Cuando comenzó el efecto de aleteo, uno de los cables de suspensión de acero que soportan el puente se rompió, eliminando el último obstáculo importante para este movimiento de aleteo. Fue entonces cuando las ondulaciones adicionales, donde los dos lados del puente se balanceaban de un lado a otro en armonía el uno con el otro, comenzaron en serio. Con los fuertes y sostenidos vientos, los continuos vórtices y la falta de capacidad para disipar esas fuerzas, el balanceo del puente continuó sin cesar, e incluso se intensificó. Los últimos humanos en el puente, los fotógrafos, huyeron de la escena.,
El fotógrafo Howard Clifford huye del puente Tacoma Narrows aproximadamente a las 10: 45 AM en noviembre… La 7, minutos antes de que la sección central colapsara.
University of Washington Tacoma Narrows Bridge historical archives
pero no fue la resonancia la que derribó el puente, sino más bien el balanceo autoinducido!, Sin una capacidad para disipar su energía, simplemente siguió girando de un lado a otro, y a medida que la torsión continuó, continuó recibiendo daño, al igual que torcer un objeto sólido de un lado a otro lo debilitará, lo que eventualmente lo llevará a romperse. No se necesitaba ninguna resonancia elegante para derribar el puente, solo una falta de previsión de todos los efectos que estarían en juego, técnicas de construcción baratas y un fracaso para calcular todas las fuerzas relevantes.
Una gran sección de la calzada de hormigón en el centro de la envergadura de la nueva Tacoma (Lavar.) Narrows bridge…, precipitado en Puget Sound, Nov. 07, 1940.
Public domain image, from the Seattle Post-Intelligencer, 1940
esto no fue un fracaso total, sin embargo. Los ingenieros que investigaron su colapso comenzaron a entender el fenómeno rápidamente; dentro de 10 años, tenían un nuevo sub-campo de la ciencia que Llamar propio: aerodinámica de puentes-aeroelástica. El fenómeno del aleteo ahora es bien entendido, pero tiene que ser recordado para ser efectivo., Los dos puentes que actualmente abarcan el camino anterior de Tacoma Narrows han cortado esas fallas, pero el Puente del Milenio de Londres y el Puente de Volgogrado de Rusia han tenido fallas relacionadas con el»aleteo»expuestas en el siglo 21.
No culpes a la resonancia por el colapso del puente más famoso de todos. La verdadera causa es mucho más aterradora, y podría afectar a cientos de puentes en todo el mundo si alguna vez olvidamos explicar y mitigar los efectos de aleteo que derribaron a este.