Μπορεί μια ομάδα στρατιωτών που βαδίζουν να καταρρεύσει μια γέφυρα;

Ναι, μια ομάδα στρατιωτών που βαδίζουν μπορεί να καταρρεύσει μια γέφυρα. Αυτό συμβαίνει γιατί όταν οι στρατιώτες βαδίζουν από κοινού, οι κατά τα άλλα διάσπαρτες συχνότητες των ανθρώπων που περπατούν μετατρέπονται σε μια πιο ενοποιημένη συχνότητα. Εάν αυτή η συχνότητα ταιριάζει πολύ με τη φυσική συχνότητα της γέφυρας, θα μπορούσε να προκαλέσει την αντήχηση της γέφυρας με ενισχυμένους κραδασμούς. Όσο ισχυρότερος είναι ο μηχανικός συντονισμός που παράγεται, τόσο μεγαλύτερες είναι οι πιθανότητες να καταρρεύσει η γέφυρα.

Λοιπόν, η απάντηση σε αυτή την ερώτηση είναι σίγουρα ΝΑΙ! Στην πραγματικότητα, αυτό έχει συμβεί και στο παρελθόν. Το 1831, μια ομάδα στρατιωτών που βαδίζουν κατέβασαν την Κρεμαστή Γέφυρα του Μπρούτον. Κρίμα που η ταξιαρχία δεν είχε έναν φυσικό στη μισθοδοσία για να τους πει καλύτερα πριν κάνουν αυτή τη μοιραία βόλτα!

Broughton Suspension Bridge (πηγή:Wikimedia.org)

Αρχή συχνότητας

Αυτό το φαινόμενο βασίζεται στην απλή αρχή της συχνότητας, η οποία βοηθά και υποκινεί αυτές τις καταστροφικές συνέπειες. Συχνότητα είναι ο αριθμός των ταλαντώσεων ή δονήσεων που συμβαίνουν σε μια μονάδα χρόνου. Για να το καταλάβετε καλύτερα, φανταστείτε ένα εκκρεμές να αιωρείται. Όσο πιο γρήγορα ταλαντεύεται το εκκρεμές, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητά του.

Τώρα, πρέπει να έχετε παρατηρήσει ότι τα εκκρεμή με την ίδια μάζα ταλαντεύονται με διαφορετικές ταχύτητες όταν αιωρούνται σε διαφορετικά μήκη κορδονιού ή χορδής. Ένα πιο κοντό εκκρεμές θα ταλαντευόταν πιο γρήγορα από ένα εκκρεμές που κρατιέται σε μεγαλύτερη απόσταση. Αυτό οφείλεται στις διαφορετικές φυσικές συχνότητες των εκκρεμών που προκαλούνται από τα διαφορετικά μήκη τους.

Η φυσική συχνότητα είναι η συχνότητα με την οποία ένα σύστημα δονείται ή ταλαντώνεται φυσικά όταν εφαρμόζεται εξωτερική δύναμη. Αυτό ισχύει για όλα τα πράγματα που δεν είναι απολύτως ανελαστικά (όπως ο ζεστός πηλός), όπως τα μολύβια, το γυαλί, τα δέντρα και ναι, ακόμη και οι γέφυρες. Δεν έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί διαφορετικές χορδές κιθάρας παράγουν διαφορετικούς ήχους; Πολύ απλά, αυτό συμβαίνει γιατί έχουν διαφορετικές φυσικές συχνότητες. Γιατί κάποιες κούνιες πάνε ψηλότερα από άλλες; Επειδή έχουν διαφορετικές φυσικές συχνότητες. Γιατί μερικές μπάλες αναπηδούν και άλλες όχι; Η απάντηση παραμένει η ίδια – διαφορετικές φυσικές συχνότητες.

Έχετε νιώσει ποτέ τα παράθυρα του δωματίου σας να κροταλίζουν όταν ένα βαρύ φορτηγό χτυπάει ξυλεία έξω; Αυτό συμβαίνει όταν τα παράθυρα δονούνται συγχρονισμένα με τη φυσική συχνότητα που παράγεται από το φορτηγό. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συντονισμός, αλλά για να συμβεί κάτι πραγματικά δραματικό, ένα αρκετά ανελαστικό σύστημα πρέπει να υποβληθεί σε μια συχνότητα που ταιριάζει απόλυτα με τη δική του φυσική συχνότητα. Επομένως, εάν η φυσική συχνότητα του φορτηγού ήταν ίδια με αυτή των παραθύρων, τότε ο μηχανικός συντονισμός που δημιουργείται με αυτόν τον τρόπο θα είχε ως αποτέλεσμα το σπάσιμο των τζαμιών. Ομοίως, όταν μια τραγουδίστρια τραγουδά σε συχνότητα αρκετά υψηλή ώστε να ταιριάζει με τη φυσική συχνότητα ενός ποτηριού κρασιού, ουσιαστικά σπάει το ποτήρι μόνο με τη δύναμη της φωνής της!

Συντελεστές:Jennifer Tatum/Shutterstock

Επιστροφή στο Bridges and Soldiers

Όταν οι άνθρωποι περπατούν σε μια γέφυρα, δημιουργούν συλλογικά πολύπλοκες και διάσπαρτες συχνότητες, ο συνδυασμός των οποίων δεν είναι καθόλου κοντά σε αυτόν της φυσικής συχνότητας της γέφυρας. Ωστόσο, όταν οι στρατιώτες βαδίζουν από κοινού, οι κατά τα άλλα διάσπαρτες συχνότητες των ανθρώπων που περπατούν μετατρέπονται σε μια πιο ενοποιημένη συχνότητα. Εάν αυτή η συχνότητα ταιριάζει πολύ με τη φυσική συχνότητα της γέφυρας, θα μπορούσε να προκαλέσει την αντήχηση της γέφυρας με ενισχυμένους κραδασμούς. Όσο ισχυρότερος είναι ο μηχανικός συντονισμός που παράγεται, τόσο μεγαλύτερες είναι οι πιθανότητες να καταρρεύσει η γέφυρα.

Για να καταπολεμηθεί αυτή η κατάσταση, οι μηχανικοί πρέπει να βεβαιωθούν ότι κατασκευάζουν κατασκευές που δεν δονούνται σε μια φυσική συχνότητα που μπορεί εύκολα να συμβεί. Ωστόσο, οι στρατιώτες διδάσκονται τώρα να σπάνε το βήμα τους όταν περνούν πάνω από γέφυρες. Ανεξάρτητα από το τι λένε οι μηχανικοί, οι στρατιώτες πλέον ξέρουν καλύτερα από το να τους εμπιστεύονται!