Περπατώντας σε μια γεμάτη γέφυρα, μπορεί κανείς να κάνει ακόμη και το πιο stoic μεταξύ μας να πάρει λίγο panicky. Αλλά δεν γίνονται όλες οι γέφυρες ταλαντεύονται, και οι επιστήμονες έχουν μακρύ μπερδεμένος γιατί. Τώρα, αναφέρουν ο Aylin Woodward στο New Scientist, μπορεί τελικά να απαντήσουν. Μια νέα μελέτη περιγράφει τι χρειάζεται για να γίνουν κάποιες πεζογέφυρες. Η αιτία: άβολα βήματα.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, υποδηλώνει ότι η κύρια πηγή των γεφυρών γέφυρων είναι στην πραγματικότητα το βήμα των πεζών που προσπαθούν να το μεταφέρουν. Καθώς οι άνθρωποι περπατούν κατά μήκος της γέφυρας, προσαρμόζουν υποσυνείδητα το βήμα τους για να χωρέσουν ανεπιθύμητες κινήσεις στη γέφυρα που προκαλούνται από πράγματα όπως ο άνεμος. Καθώς περισσότεροι άνθρωποι περπατούν κατά μήκος της γέφυρας, κάνουν επίσης παρόμοιες προσαρμογές, οι οποίες τους αναγκάζουν να περπατούν κατά τρόπο που ταιριάζει με τη συχνότητα μιας γέφυρας. Μόλις επιτευχθεί μια κρίσιμη μάζα, τα βήματα αυτά ασκούν αρκετή δύναμη για να ξεκινήσουν την ταλάντωση της γέφυρας.
Είναι ένας φαύλος κύκλος. Μόλις η γέφυρα αρχίσει αισθητά να κινείται, οι άνθρωποι ασκούν ακόμη μεγαλύτερη δύναμη για να σταθεροποιηθούν, οδηγώντας σε ακόμη πιο κουνιστό.
Όπως ο Ιγκόρ Μπέλιχ, καθηγητής εφαρμοσμένων μαθηματικών στο Γεωργικό κρατικό πανεπιστήμιο και συγγραφέας της μελέτης, λέει στη Mary Beth Griggs στη Λαϊκή Επιστήμη, είναι παρόμοια με τη βαρκάδα στο νερό. "Ας υποθέσουμε ότι βρίσκεστε σε βάρκα. Όταν το σκάφος είναι σταθερό περπατάς με το κανονικό σου βάδισμα », λέει. "Εάν υπάρχουν θυελλώδεις θάλασσες, θα ρυθμίσετε το βάδισμά σας για να διατηρήσετε την ισορροπία σας".
Αυτή η ιδέα, που ονομάζεται κλείδωμα φάσης, έχει προταθεί ως η αιτία για τη γέφυρα-wobbling προηγουμένως. Αλλά ο Belykh υπολόγισε ένα μαθηματικό μοντέλο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθορίσει πόσους ανθρώπους ρυθμίζουν το βάδισμα που χρειάζεται για να κάνουν δομές διαφορετικών μεγεθών. Όπως λέει η Belykh στη Joanna Klein στους The New York Times, η φόρμουλα του επιτρέπει στους χρήστες να συνδέουν δεδομένα σχετικά με τη γέφυρα για να καταλάβουν πόσο μεγάλο πρέπει να είναι ένα πλήθος προτού ορίσετε το span a-rocking.
Δεν είναι μόνο μια θεωρητική ιδέα. Τα τελευταία χρόνια υπήρξαν αρκετές περιβόητες γέφυρες. Το 2000, όταν άνοιξε τη Γέφυρα της Χιλιετίας του Λονδίνου στον Τάμεση, η γέφυρα κυριάρχησε ανησυχητικά, προκαλώντας το κλείσιμό της τρεις μέρες αργότερα και μια λύση πολλών εκατομμυρίων δολαρίων. Το 2014, η γέφυρα του Squibb Park στο Μπρούκλιν έκλεισε για τριετή επισκευή, αφού διαπιστώθηκε ότι είναι λίγο υπερβολικό για τους περισσότερους πεζούς.
Η ταλάντωση συνήθως δεν είναι σταδιακή αλλαγή. Μόλις το πλήθος πλήξει την κρίσιμη μάζα, πηγαίνει από ένα ήρεμο κομμάτι αναστολής του πεζοδρομίου σε λειτουργία σεισμού. Για τη Γέφυρα της Χιλιετίας, λέει στον Griggs ότι ο μαγικός αριθμός είναι 165 άτομα. "Σε 164 πεζούς, ενδεχομένως τίποτα, στη συνέχεια άνθηση, η γέφυρα αρχίζει να τρέχει όταν έχετε έναν ή δύο επιπλέον πεζούς", λέει. "Είναι μια πολύ περίπλοκη σχέση."
Ενώ η φόρμουλα θα μπορούσε να είναι χρήσιμη για να βοηθήσει τους μηχανικούς να σχεδιάσουν γέφυρες και να μάθουν να αντισταθμίζουν τις ταλαντεύσεις, η Belykh λέει στο Woodward ότι δεν είναι ακόμα έτοιμη για πρωινό. "Πριν από όλα αυτά τα μοντέλα καταλήξουν σε κώδικα πολιτικών μηχανικών, θα πρέπει να συλλέξετε στοιχεία από κάθε ένα από αυτά τα περιστατικά γεφύρωσης - λεπτομερείς μελέτες για το πότε συμβαίνουν, τις ιδιότητες των γεφυρών και τον αριθμό των ανθρώπων - και να δούμε αν αυτά τα μοντέλα βοηθούν κάνει μια καλή πρόβλεψη ", λέει.
Μέχρι τότε, απλά κρατήστε το σφιχτό.
