Tiede Putoaa Suurin Myytti Koskaan Siitä, Miksi Sillat Romahtaa

romahdus Tacoma Narrows-Silta aamulla 7. marraskuuta 1940, on kaikkein ikoni esimerkki mahtava silta vika nykyaikana., Kolmanneksi suurin riippusilta maailmassa, takana vain George Washington ja Golden Gate-siltaa, se kytketty Tacoma koko Kitsap Peninsula Puget Sound, ja avattiin yleisölle 1. heinäkuuta 1940. Vain neljä kuukautta myöhemmin oikeissa tuuliolosuhteissa silta ajettiin resonanssitaajuudellaan, jolloin se värähteli ja vääntyi hallitsemattomasti. Kun aaltoilevaa yli tunnin, keskiosa romahti, ja silta tuhoutui., Se oli osoitus valtaa resonanssi, ja sitä on käytetty kuin klassinen esimerkki fysiikan ja tekniikan luokat eri puolilla maata siitä lähtien. Valitettavasti tarina on täydellinen myytti.

jokaisella fyysisellä järjestelmällä tai kappaleella on taajuus, joka”on luonnostaan sille luontaista: sen resonanssitaajuus. Keinu, esimerkiksi, on tietty taajuus, voit ajaa sitä, koska lapsi oppii pumppu itsellesi aikaa vauhdissa., Pumppu liian hitaasti tai liian nopeasti, ja et”ll koskaan rakentaa nopeus, mutta jos pumppu juuri oikealla nopeudella, voit swing niin korkea kuin lihakset vie. Resonanssitaajuuksia voi myös olla tuhoisaa, jos rakentaa liian paljon värähtelevän energian järjestelmä, joka voi”t käsittelemään sitä, joka on, miten ääni yksin juuri oikea piki voi aiheuttaa viiniä lasin rikkoutumisen.

on järkevää, katsot mitä tapahtui silta, että resonanssi olisi syyllinen. Ja se ”on helpoin sudenkuoppa tieteessä: kun keksit selityksen, joka”on yksinkertainen, pakottava, ja näyttää ilmeiseltä. Tässä tapauksessa se on täysin väärin. Sillan resonanssitaajuuden voi laskea, eikä sillä taajuudella ajettu mitään. Sinulla oli vain voimakas tuuli. Itse asiassa, silta itsessään ei ” aaltoileva sen resonanssitaajuudella ollenkaan!,

mutta tarina siitä, mitä todellisuudessa tapahtui, oli kiehtova, ja pitää oppitunteja — oppitunteja, joita emme ole välttämättä kuunnelleet — kaikille silloille, joita olemme rakentaneet siitä lähtien.

Kun sinulla on esine, keskeytetty välillä kaksi pistettä, se”s vapaa liikkumaan, värähtelemään, värähtelevät, jne., Sillä on oma reaktionsa ulkopuolisiin ärsykkeisiin, aivan kuten kitaran kieli värisee vastauksena ulkopuolisiin huudahduksiin. Sitä silta teki suurimman osan ajasta: yksinkertaisesti värähteli ylös ja alas, kun autot kulkivat sen yli, kun tuuli puhalsi jne. Se teki sen, mitä mikä tahansa riippusilta tekisi, vain hieman ankarammin sen rakentamisessa toteutettujen kustannussäästötoimenpiteiden vuoksi. Siltojen kaltaiset rakenteet ovat erityisen hyviä karistamaan tällaista energiaa niin, että yksinään ei aiheutunut romahdusvaaraa.,

Mutta kuten tuuli kulki sillan yli. marraskuuta 7, vahvempi, pysyvämmät laskee kuin se oli koskaan ennen kokenut, aiheuttaa pyörteet muodostaen kuin tasainen tuuli kulki sillan yli. Pieninä annoksina, tämä olisi”t aiheuttaa paljon ongelmia, mutta katsokaa vaikutuksia näiden pyörteiden rakenteesta, video alla.

ajan myötä ne aiheuttaa aerodynaaminen ilmiö tunnetaan nimellä ”värinä”, jossa raajojen suuntaan tuuli saada ylimääräistä rocking motion heille., Tällöin ulommat osat liikkuvat kohtisuoraan tuulen suuntaan, mutta pois vaiheesta sillan yleisestä ylös-ja alas-liikkeestä. Flutter-ilmiön on tiedetty olevan lentokoneille tuhoisa, mutta sitä ei ole ennen nähty sillalla. Ainakaan tässä laajuudessa.

Kun säröt vaikutus alkoi, yksi teräs jousitus kaapelit tukevat silta katkesi, poistamalla viimeinen suuri este lepattava liike. Silloin alkoivat toden teolla ylimääräiset aaltoilut, joissa sillan kaksi puolta heiluivat edestakaisin sopusoinnussa keskenään. Kestävä, voimakas tuuli, jatkuva pyörteet, ja ei ole kykyä purkaa niitä voimia, silta”s rocking jatkui entiseen tapaan, ja jopa tehostettava. Sillalla olleet viimeiset ihmiset, kuvaajat, pakenivat paikalta.,

Mutta se ei ollut”t resonanssi, joka toi silta alas, vaan pikemminkin itseen rocking!, Ilman kyky purkaa sen energiaa, se vain pitää kiertämällä takaisin-ja-edestakaisin, ja kiertämällä jatkoi edelleen ottaa vahinkoa, aivan kuten kiertämällä esine takaisin-ja edestakaisin heikentää se, joka lopulta johtaa sen rikkomatta. Se ei tehnyt”t ota mitään fancy resonanssi tuoda silta alas, vain puute ennakointi kaikki vaikutukset, jotka olisivat pelata, halpa rakentaminen tekniikoita, ja vika laskea kaikki tarvittavat voimat.

– Tämä ei ollut”t yhteensä vika kuitenkin. Insinöörit, jotka tutkitaan sen romahti alkoi ymmärtää ilmiö nopeasti; enintään 10 vuotta, heillä oli uusi osa-tieteen soittaa omia: silta aerodynamiikka-aeroelastics. Ilmiö säröt on nyt hyvin ymmärretty, mutta on muistettava, jotta se olisi tehokasta., Kaksi siltaa tällä hetkellä ulottuen Tacoma Narrows” edellinen polku on keritty niitä puutteita, mutta Lontoo”s Millennium-Silta ja Venäjä”s Volgograd Silta ovat molemmat oli ”säröt”liittyviä puutteita altistuvat vuonna 21.vuosisadalla.

Don”t syyttää resonanssia kaikkien kuuluisimmasta siltaromahduksesta. Todellinen syy on paljon pelottavampi,ja se voi vaikuttaa satoihin siltoihin kautta maailman, jos joskus unohdamme ottaa huomioon ja lieventää lepattavia vaikutuksia, jotka aiheuttivat tämän.