FİZİK

Rezonans İle Bardak Parçalamak ve Köprü Yıkmak Mümkün mü?

Rezonans, fizikte bir sistemin bazı frekanslarda diğerlerine nazaran daha büyük genliklerde salınması eğilimidir. Filmlerde, opera sanatçıları seslerini kullanarak bardakları parçalar. İnsanların birbirine uyumlu adımlarla yürüyerek köprüleri salladığı haberini de duyarız.

Bunlar gerçek olabilir mi? Cevabımız evet.

Periyod, Frekans, Rezonans

Frekans ve periyod kelimeleri zaman zaman günlük hayatta kullanıldığı için fizik biliminde hangi manaya karşılık geldiğini bir örnekle açıklayalım. Salıncakta sallanan bir çocuk düşünelim. Bu çocuğun sallanmada bir gidiş gelişi yani bir döngüyü tamamlaması için geçen süre periyod olarak adlandırılır. Birim zamanda, örneğin bir saniyede yaptığı döngü sayısı ise o hareketin frekansı olur.

Bir cisme vurduğunuzda veya onu kopardığınızda, herhangi bir kuvvetle etkileşime geçtiğinde cisim titreşir, fakat bazı frekanslarda titreşmeye çok daha yatkın olur. Bu frekanslara rezonans veya doğal frekans denir.

Salıncak örneğimizde, bir salıncağı ne kadar kuvvetle itersek itelim salıncağın daha ileriye ve yükseğe gittiğini, fakat bize geri gelme süresinin pek değişmediğini fark etmiştir. Bu frekans salıncağın rezonans frekansıdır.

Bu frekanslarda cisme etkiyecek kuvvetler enerji olarak cisme çok daha büyük verimle aktarılır. Yeterince büyük bir enerjinin cisme aktarılması çarpıcı ve yıkıcı etkilere yol açabilir.

Bardaklar Rezonans ile Kırılabilir mi?

Bardağa parmağınızla vurduğunuzda çıkan tınlama sesinin frekansı, o bardağın doğal frekansı yani rezonans frekansıdır. Her şeyin bir rezonans frekansı vardır. Bu, nesneye vurulduğunda doğal olarak titreştiği hızdır.

Şarap kadehlerinde bu frekans insan vokal aralığı içinde kalır. Yani bir şarkıcı (ya da bağıran herhangi bir kişi) aynı notayı çıkarabilirse, seslerinin ürettiği dalgalar camı titreştirmeye başlar. Fakat titreşmesi, camın kırılacağı anlamına gelmez.

Camın çatlaması için yüzeyinde, titreşimin yüküyle parçalanacak mikroskobik kusurlar olmalıdır. Ses ne kadar yüksekse cam o kadar şiddetli titreşir ve kırılma olasılığı o kadar artar.

Aşağıdaki videoda bardağın laboratuvarda hazırlanan bir düzenekle nasıl titreştiğini ve parçalandığını görebilirsiniz.

Köprüleri Yıkmak

Köprü üzerinde periyodik adımlarla yürüyen askerlerin adımlarının frekansı, köprünün doğal frekanslarından birine denk gelirse köprüyü gerçekten sallayabilir.

1940 yılında 65 km/sa civarındaki hızla esen rüzgârın etkisiyle yıkılan Tacoma Narrows Bridge isimli köprü de çok daha şiddetli esen rüzgârlara dayanıklı olacak şekilde yapılmasına rağmen rezonans sebebiyle yıkılmıştır.

Daha detaylı bir inceleme isterseniz bu yazıya da göz atabilirsiniz: Öldüren Mühendislik Hatası: Tacoma Narrows Köprüsü

Matematiksel

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu