Jembatan dengan panjang 2700 kaki dan lebar 39 kaki bisa roboh kena angin
(resonansi sih gan sebetulnya)
Spoiler for Masi utuh:
Spoiler for detik-detik pas roboh:
PENYEBAB ROBOHNYA GAN
Spoiler for Penjelasan:
Tacoma Narrows, Jembatan itu kokoh dibangun, dengan baja karbon girders berlabuh di blok besar dari beton. Desain sebelumnya biasanya telah membuka gulungan sinar kisi roadbed bawah. Jembatan ini adalah yang pertama dari jenisnya piring mempekerjakan girders (pasang dalam Aku balok) untuk mendukung roadbed. Dengan desain sebelumnya angin apapun hanya akan melewati truss, tetapi dalam desain baru angin akan dialihkan di atas dan di bawah struktur. Tak lama setelah konstruksi selesai pada akhir Juni (dibuka untuk lalu lintas pada 1 Juli 1940), ditemukan bahwa jembatan akan bergoyang dan gesper berbahaya dalam kondisi berangin relatif ringan yang umum untuk daerah, dan lebih buruk selama angin parah. Getaran ini melintang, satu-setengah dari rentang pusat naik sementara yang lain diturunkan. Driver akan melihat mobil mendekat dari arah lain naik dan turun, naik energi gelombang kekerasan melalui jembatan. Namun, pada saat itu massa jembatan dianggap cukup untuk tetap struktural suara.
Sisa derap Gertie
Kegagalan jembatan terjadi ketika yang tidak pernah dilihat sebelumnya modus melilit terjadi, dari ringan angin di 40 mil per jam (64 km / jam). Ini adalah apa yang disebut getaran torsional modus (yang berbeda dari getaran transversal atau longitudinal), dimana ketika sisi kiri jalan turun, sisi kanan akan naik, dan sebaliknya, dengan garis tengah jalan masih tersisa. Secara khusus, itu adalah "kedua" mode torsional, di mana titik tengah jembatan tetap tak bergerak sementara dua bagian jembatan berputar dalam arah yang berlawanan. Dua pria membuktikan hal ini dengan berjalan di sepanjang garis tengah, tidak terpengaruh oleh melambai-lambai dari jalan naik dan turun ke setiap sisi. Getaran ini disebabkan oleh aeroelastic berkibar.
Berkibar adalah fenomena fisik di mana beberapa derajat kebebasan struktur menjadi digabungkan dalam osilasi yang tidak stabil didorong oleh angin. Gerakan ini menyisipkan energi ke jembatan selama setiap siklus sehingga menetralkan redaman alami dari struktur sistem yang terdiri (jembatan-cairan) karena itu berperilaku seolah-olah negatif yang efektif meredam (atau memiliki umpan balik positif), yang mengarah ke eksponensial tumbuh respons. Dengan kata lain, peningkatan amplitudo osilasi dengan setiap siklus karena pompa angin di lebih banyak energi daripada struktur melentur bisa menghilang, dan akhirnya drive jembatan menuju kegagalan akibat defleksi yang berlebihan dan stres. Kecepatan angin yang menyebabkan awal fenomena yang beterbangan (bila redaman efektif menjadi nol) dikenal sebagai kecepatan bergetar. Berkibar terjadi bahkan dalam angin kecepatan rendah dengan aliran tunak. Oleh karena itu, desain jembatan harus memastikan bahwa kecepatan bergetar akan lebih tinggi daripada kecepatan angin berarti maksimum hadir pada situs.
Akhirnya, amplitudo dari gerak yang dihasilkan oleh kepakan meningkat melebihi kekuatan suatu bagian penting, dalam hal ini tali selempang kabel. Setelah beberapa kabel gagal, berat dek ditransfer ke kabel yang berdekatan pecah pada gilirannya sampai hampir semua pusat dek jatuh ke dalam air di bawah rentang.
Resonansi hipotesis
Hipotesis pertama kegagalan dari Tacoma Narrows Bridge adalah resonansi. Hal ini karena orang menganggap bahwa jalan pusaran Von Karman frekuensi (yang disebut frekuensi Strouhal) adalah sama dengan torsional frekuensi getaran alami. Ini ditemukan tidak benar. Kegagalan sebenarnya adalah karena aeroelastic bergetar
Sering, jembatan yang spektakuler kehancuran digunakan sebagai objek pelajaran dalam keharusan untuk mempertimbangkan baik aerodinamika dan efek resonansi di teknik sipil dan struktural. Billah dan Scanlan (1991melaporkan bahwa pada kenyataannya, banyak buku-buku pelajaran fisika (misalnya Resnick et al. dan Tipler et almenjelaskan bahwa penyebab kegagalan jembatan Tacoma Narrows mekanis resonansi. Resonansi adalah kecenderungan sistem untuk berosilasi di amplitudo maksimum pada frekuensi tertentu, yang dikenal sebagai sistem frekuensi alami. Pada frekuensi ini, bahkan kekuatan pendorong periodik kecil dapat menghasilkan getaran amplitudo besar, karena sistem menyimpan energi getaran. Sebagai contoh, seorang anak menggunakan ayunan menyadari bahwa jika mendorong dengan tepat waktunya, ayunan dapat bergerak dengan amplitudo yang sangat besar. Motor penggerak, dalam hal ini agen mendorong ayunan, persis replenishes energi bahwa sistem kehilangan jika frekuensi sama dengan frekuensi alami dari sistem.
Biasanya, pendekatan yang diambil oleh mereka buku pelajaran fisika adalah untuk memperkenalkan urutan pertama tingkat kebebasan dipaksa osilator, ditetapkan oleh urutan kedua persamaan diferensial
Tidak ada komentar:
Posting Komentar