Rezonans Nedir? Neden Oluşur?
Rezonans Nedir?
Rezonans, bir sistemde bir uyarıcının sürekli olarak tekrarlanması sonucu oluşan vibrasyonların artması ve sürekli olarak güçlenmesi olayıdır. Rezonans, mekanik, elektromanyetik, optik ve akustik sistemlerde görülebilir.
• Mekanik rezonans, bir uyarıcı tarafından harekete geçirilen veya titreşen bir sistemi uyarabilir. Örneğin, bir elle titreştirilen ip veya bir elle sallanan salıncak gibi.
• Elektromanyetik rezonans, bir anten gibi bir sistemi uyarabilir ve radyo frekanslarının veya diğer elektromanyetik dalgaların yansıması gibi uygulamalarda kullanılabilir.
• Optik rezonans, ışık dalgalarının uyarılması sonucu oluşan optik rezonans gösterileri gibi görülebilir.
• Akustik rezonans, ses dalgalarının uyarılması sonucu oluşan rezonans gösterileri gibi görülebilir. Örneğin, bir konser salonunda bir orkestranın sesinin yükselmesi gibi.
Rezonans, fizik, mühendislik ve diğer birçok alanda kullanılan önemli bir kavramdır ve sistemlerin dinamik davranışı hakkında önemli bilgiler verir.
Rezonans Olumsuz Etkileri
Rezonans, bir sistemi aşırı vibrasyona sokabilir ve bu da sistemde hasar veya yıkıma neden olabilir. Aşağıdaki örnekler rezonansın olumsuz sonuçlarını gösterir:
• Köprü kolapsı: Aynı anda birçok araç geçerken bir köprünün titreşmesi sonucu rezonans oluşabilir ve bu da köprünün kolapsına neden olabilir.
• Uçak yolculuğunda vibrasyonlar: Uçakların sürekli olarak hareket ederken rezonans oluşabilir ve bu da yolcular için rahatsız edici veya tehlikeli vibrasyonların oluşmasına neden olabilir.
• Binanın yıkılması: Binanın yapısına uygun olmayan zeminlerde veya fırtına veya deprem gibi doğal afetler sırasında binanın titreşmesi sonucu rezonans oluşabilir ve bu da binanın yıkılmasına neden olabilir.
• Sallanma: Egzersiz aletleri veya oyun parkları gibi mekanik sistemlerin sallanması sonucu rezonans oluşabilir ve bu da sistemlerin hasar görmesine veya yıkılmasına neden olabilir.
Bu nedenle, rezonansın oluşması ve güçlenmesi potansiyel tehlikeleri ortaya çıkarabilir ve bu nedenle sistemlerin tasarımı ve işletimi sırasında rezonansın etkilerine dikkat edilmelidir.
Rezonans Neden Oluşur?
Rezonans, sürekli olarak uygulanan bir kuvvetle sistemin kendi frekansının eşlemesi sonucu oluşur. Rezonans sistemlerin enerjilerinin artmasına ve sürekli olarak daha fazla vibrasyona neden olmasına neden olur.
Sistemlerin frekansı, sistemin yapısına, ağırlığına, uzunluğuna veya diğer fiziksel özelliklerine bağlıdır. Rezonans, doğal olarak yapılan sürekli bir dalga veya hareket ile eşleştiğinde oluşur ve sistemin vibrasyonlarının artmasına neden olur.
Tacoma Narrows Köprüsü’nün Yıkılışı
Tacoma Narrows Köprüsü, 7.500 feet (2.300 metre) uzunluğunda, 39 feet (12 metre) genişliğindeki bir asma köprüydü ve Washington eyaletindeki Tacoma ve Gig Harbor arasındaki Tacoma Narrows boğazını geçiyordu. Köprü, 1 Temmuz 1940’ta hizmete girmişti ancak maalesef yalnızca yaklaşık 4 ay sonra, 7 Kasım 1940’ta trajik bir şekilde çöktü.
Köprünün yıkılışı, “Galopping Gertie” olarak da bilinen olay, köprünün doğal rüzgar etkileri nedeniyle rezonans frekansına girmesi sonucu gerçekleşti. Köprüde meydana gelen rezonans, köprünün titreşimlerinin zamanla artmasına ve sonunda yıkılmasına neden oldu.
Köprünün yapımında kullanılan tasarım ve malzemeler, köprünün yıkılmasına katkıda bulunan faktörlerdendi. Köprünün ana taşıyıcıları, çelikten yapılmıştı ve köprünün dayanıklılığını artırmak için farklı çelik tipleri kullanılmıştı. Ancak, kullanılan çeliklerin esneklik ve sertlik özellikleri, köprünün rezonans frekansına karşı daha duyarlı hale gelmesine neden oldu.
7 Kasım 1940 sabahı, kuvvetli rüzgarlar köprü üzerinde etkiliydi ve köprüdeki titreşimler giderek arttı. Köprü, orta kısımdan başlayarak salınımlar yapmaya başladı. Titreşimler zamanla arttı ve köprü, dalgalar gibi salınımlar yapmaya başladı. Sonunda, köprünün orta kısmı büyük bir dalga şeklinde yatay olarak hareket etti ve köprü çöktü.
Köprünün yıkılışı büyük bir olay oldu ve o dönemde dünya çapında büyük bir ilgi uyandırdı. Olayın fotoğrafları ve filmleri, köprünün yıkılış anını ve sonrasını gösteren önemli belgelerdir. Köprünün yıkılışı, mühendisler ve yapısal mühendisler için önemli bir ders oldu ve daha sonraki köprü projelerinde dikkate alınması gereken faktörleri ortaya çıkardı.
Kaynaklar:
- https://www.aps.org/publications/apsnews/201611/physicshistory.cfm
- https://study.com/learn/lesson/tacoma-narrows-bridge-collapse-facts-causes-physics.html
İlginizi Çekebilir: Step Motor Nedir? Ne İşe Yarar? Nerelerde Kullanılır?
