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塔科马海峡大桥为什么发生共振? 美国塔科马大桥物理原理

塔科马海峡大桥为什么发生共振? 美国塔科马大桥物理原理
2022-11-11 12:47:34 来源:

塔科马海峡大桥为什么发生共振? 美国塔科马大桥物理原理

美国塔科马大桥物理原理?

塔科马大桥物理原理:

桥梁倒塌的原因是由于桥面厚度不足,在强风下引起卡门涡街,使桥体摆动;当卡门涡街的振动频率与吊桥本身固有频率相同时,引起吊桥剧烈共振和坍塌。

由于横向共振现象,相对温和的小风吹来,桥的主跨度会有轻微的上下波动,沿着桥的长方向扭曲,桥面的一端会上升,另一端会下降。在桥上开车的司机可以看到桥另一端的汽车随着桥面跳动,但设计师认为这种波动不会造成严重后果,误以为结构是安全的。我从来没有想过桥的纵向振动,即桥两侧的扭动。

共振现象的原理是什么?团队走过桥梁,共振坍塌,使桥梁坍塌的能量来自哪里?

我们在小学的时候学过一篇课文,讲的是1902年1月一支沙皇俄国军队整齐地走过彼得堡封塔河上的爱纪毕特桥时突然断裂的事故。

然后我们都知道共振是这场灾难的罪魁祸首,但是很多朋友可能还是不明白为什么共振会有这么大的破坏力。什么谐波和固有频率复杂?今天,让我用最简单的语言向你解释一下。

变形是力的根源

首先,我们需要知道为什么这座桥被破坏了?事实上,关键在于变形。我们宏观世界中的所有物体在受力时都会变形。虽然有些材料非常硬,变形很小,几乎无法察觉,但只要实验仪器足够精确,就可以观察到。

变形会改变分子之间的相对距离,分子之间的力是引力和斥力的合成。当距离太近时,它表现为强大的斥力,当距离太远时,它表现为极弱的引力。只有在一个很小的范围内,它才能表现出我们通常感知到的物体的刚性,即下图中a到b点之间的距离。