Mesleki Bilgiler, Hobiler, Çalışmalar, Öneriler, Güncel Bilgiler ve Haberler, Farklı Bir Bakış Açısı

Posts tagged ‘rezonans’

İnsan Sesi ile Bardak Gerçekten Kırılır Mı?


Teorik olarak mümkündür. Hatta ünlü tenör Cruso’nun bunu başardığı rivayet edilir. Reonansını tutturabilirseniz sadece bardak değil başka birçok şeyi kırabilirsiniz. Rezonansı daha önce kısaca Tacoma Narrows Köprüsü  konusunda mühendislik dilinde açıklanmıştı.

Ama daha anlaşılır şekilde örneklendirerek anlatalım; 

Salıncakta bir çocuğu salladığınızı düşünün. Salıncak size gelirken, tam en üst noktaya ulaşmadan salıncağı itmeye kalkışırsanız, onu yavaşlatırsınız. Ancak salıncak size doğru gelirken, itmeyi hep en üst noktada yaparsanız, her seferinde aynı kuvvetle itseniz bile, salıncak gittikçe hızlanacaktır.

Salıncak kendi tabii frekansı ile, diyelim ki, dakikada 30 salınım yaparak sallanıyordu. Siz de dışardan bir kuvvet, fakat aynı frekansta bir kuvvet uyguladınız. Bu iki frekans çakıştı ve salıncak da bu nedenle gittikçe hızlandı.

Salıncak örneğinde olduğu gibi, her cismin bir kendi tabii frekansı vardır. Cisimlere kendi tabii frekansları ile çakışan bir frekansta her hangi bir kuvvet uygularsanzı rezonans denilen kontrolsüz bir ortam oluşabilir.
Eğer önünüzde duran bir bardağa, onun tabii frekansına uyan bir frekansta bağırabilirseniz, daha doğrusu bir ses dalgası gönderebilirseniz, bardağın tabii frekansı ile sesin frekansı çakışarak, bardaktaki titreşimi kontrolsüz bir şekilde artırır, bardak rezonansa girer ve sonuçta çatlayabilir veya kırılabilir.

İnsanlar günlük yaşamlarında pek farketmemelerine rağmen rezonans olayı, otomobilden, köprü dizaynına kadar mühendislerin en çok zorlandıkları konulardan biridir. Hatta bu nedenle, askerler bir köprüden geçerlerken, yürüyüş adımlarının frekansları köprünün tabii frekansı ile çakışıp, köprü yıkılmasın diye, köprülerden uygun adım yürüyüşle geçmezler.

Otomobilde direksiyon mekanizması ile amortisörlerdeki titreşim aynı frekansa gelince, rezonans sonucunda direksiyon şiddetli sarsılmaya başlar. Mühendisler araba dizaynında parçaların biçimlerini, yaylanmalarını ve ağırlıklarını, devir sayıları ve benzeri faktörleri göze alıp rezonansı en aza indirmeye çalışırlar.

Asıl konumuza dönücek olursak, MIT üniversitesi araştırma laboratuarında bir grup bilm adamı bu konuyu bizim için deneyle ispat etmişler. Ama adamlarımız bu işi kendi ekipmanları yardımıyla yapıyor.

Dikkat ettiyseniz adam önce ıslak parmağını  bardağın üzerinde gezdiriyor, bu sayede platformda bulunan kayıt cihazları bu sesi kayıt ediyor. Bu ses bardağın salınım frekansını belirliyor. Platformda bulunan fonksiyon jeneratörü kayıt edilen ses ile aynı frekansta ses dalgası üretiyor ve bu frekansı hopörlöre aktarıyor. Ses ile birlikte bardak belirlenen frekansta salınım yapmaya başlıyor ve daha sonrada kırılıyor. Platformda ki “strobe light” denilen ışık belli frekanslarda yanıp sönebilen bir ışık çeşididir. Bu ışık sayesinde bardağın üzerindeki salınımları gerçek zamanlı görebiliyorsunuz.

Bunun insan sesi ile de mümkün olduğu ortada. İşin püf noktası frekansı tutturabilmek, tabi bunun için de sağlam bir ciğer gerekiyor. İnternette konuyla alakalı pek çok video barınıyor.   İmkanınız varsa bi bakın derim 🙂 İyi seyirler..

Tacoma Narrows Köprüsü ve Hazin Sonu


Tacoma Narrows köprüsü 1940 yılında ince bir mühendislik hatası yüzünden yıkılmıştır. Yalnız köprü ne ağırlıktan çökerek yıkıldı ne de yorulma sebebiyle; köprü,  67 km/sa hızda rüzgarla rezonansa girerek yerle bir oldu. Bu hadise köprünün yapımında sorumlu olan mühendis Moisseiff’e o kadar dokunmuş olacak ki 3 yıl sonra öldü. Tacoma Narrows köprüsünün yıkılışı aslında bir dönüm noktası oldu. Bu olaydan sonra mühendisler köprü inşaatlarında rüzgar kuvvetinin ne kadar önem taşıdığını ve yapılan hataların nelere yol açtığını daha iyi gördü.

Önce konuyla ilgili videoya bir göz atmanızı öneriyorum, sonrasında işin teknik kısmını okuyabilirsiniz.

 

ABD’nin Tacoma eyaletinde yapılan bu köprü yapıldığı dönemde dünyanın en büyük açıklıklı üçüncü köprüsü özelliğini taşımakta idi. 1940 yılı şartları ve teknolojisi ile inşa edilen bu köprünün uzunluğu 1524 metreydi. Fakat böylesine devasa bir köprünün ayaklar arası açıklığı 853 metre iken genişliği sadece 11.9 metreydi.  Kablo asma sistem olarak inşa edilen Washington’daki bu köprü 6.4 milyon dolara mal olduğu gibi, yapılış itibari ile bir çok statik sorunla karşı karşıya idi.

Öncelikli olarak isminden de anlaşılabileceği gibi asma köprüler, asma halatları ve askılar aracılığıyla ana taşıyıcı eleman olan kablolara asılarak yapılar. Kablolar, köprüyle geçilecek olan suyun iki yakasındaki zemine, sağlam biçiminde bağlanıp iki ya da daha çok dikey destek kulesi üzerinden geçirilir. Fakat genel olarak kabloların ankraja girme açısını düzeltmek İçin uçlara yakın bölümlere ek destekler yerleştirilir.

Mühendis Moisseiff tabliyenin genişlik ve açıklık oranı dengesini ayarlayamamış, kullandığıboyuna I kesitli kirişler rüzgar geçirmemişti. Burulma rijitliği esnek olmayan bu köprü açılışından kısa bir süre sonra sürekli rüzgara maruz kalmış ve salınıma girmiştir. Köprü üzerindeki hareketli yükün de az olması köprünün daha sık ve hızla salınım yapmasına olanak veriyordu.

Yapımından yaklaşık 4 ay sonra 67 km/sa hızla esen rüzgarla rezonansa girdi. Köprünün 140 km/sa gibi bir rüzgara dayanması öngörülürken rezonansa giren köprü yıkıldı. Yıkılması beklenen bu köprü 1 ay önce trafiğe kapatıldığı için üzerindeki arabada bulunan bir köpek dışında can kaybı olmadı.

1950 yılında tekrardan inşa edilen bu köprüde boşluklu kirişler kullanılarak rüzgarın geçmesine müsade edildi. Tabliye genişliği artırıldı. Yeni köprünün 10m yüksekliğindeki taşıyıcı kirişi rüzgarı geçirecek kafes elemanlardan oluşturulduğu gibi Tabliye genişliği 18.3m kiriş yükseklik/açıklık oranı 1/47 olarak saptandı.

Mühendislik adına iyi bir örnek teşkil eden bu köprü bilgilerin güncellenmesini sağladı ve yeni teknoloji arayışlarına girildi.

 

 

Bu arada lafı geçmişken rezonansı açıklayalım,

Rezonans Nedir?

Rezonans mühendislikte teknik olarak; “genliğin sonsuza gitmesi” şeklinde açıklanır. Periyodik bir etkinin altında olan sistemde salınımlar olduğunu biliriz. Salınımlar esnasında sistemin normal durumuna göre yaptığı yer değiştirme miktarına genlik denir. Bu salınımlar eğer sistemin doğal frekansına eşit olursa, sistemin genliği sonsuza dek artma eğilimi gösterir; bu olaya rezonans denir.

Kaynak:

Rezonansla yıkılan köprü

Etiket Bulutu

%d blogcu bunu beğendi: