科普之家 科普之家
  • 首页
  • 自然科学
  • 科普知识
  • 科学实验
  • 科学名人
  • 请到 [后台->外观->菜单] 中设置菜单
主页 › 自然科学 › 共振现象:齐步过桥的悲剧
#自然科学#

共振现象:齐步过桥的悲剧

1年前
1,406 0 3

整齐的队列,雄健的步伐,常常是军队高度组织性、纪律性的象征。然而,在世界战争史上却记载着不少部队齐步过桥的悲剧。

19世纪初,法国的拿破仑率军入侵西班牙。有一支部队要从一条铁链悬桥上通过,随着指挥官的洪亮口令,士兵们迈着整齐的步伐行进在桥面上,悬桥开始剧烈地上下振动起来。当队列前面的士兵即将到达对岸的时候,悬桥突然断了,桥上的官兵纷纷落水,死伤惨重。

1831年,一支骑兵部队以整齐、矫健的步伐通过英国曼彻斯特附近的一座吊桥,结果吊桥断塌,人马坠河。

这到底是怎么回事呢?从物理学的角度来看,齐步过桥悲剧的发生是由共振引起的。

每一种物体都有其固有的振动频率,其大小取决于物体本身的材料、形状等因素。振动物体在周期性外力(强迫力)的持续作用下,将发生受迫振动。如果强迫力的频率与振动物体的固有频率接近,振幅将会达到极大值,这种现象称为共振。

队伍在桥上齐步前进时,相当于对桥面加上了一个周期性的强迫力,如果它的频率正好等于或接近桥的固有频率,桥身就会发生共振。桥的振幅越来越大,超过一定限度时,就会断裂。

因此,从物理学的角度来看,部队最好以便步的形式通过浮桥和其他桥梁。坦克、装甲车、汽车等摩托化部队过桥时,也要防止引起桥身的共振。

在现代铁路运输中也要考虑共振的影响。因为,火车车轮撞击轨道会发生有节奏的强烈振动,如果这个振动频率与车轮弹簧的固有频率相接近时,乘客就要大受“颠簸之苦”了;如果这个频率和所经过的桥梁固有频率相接近,同样会造成桥断车覆的后果。

共振具有破坏作用,但只要掌握了它的规律,也能让它为人们服务。在建筑工地上,人们常能见到振动式捣固机,有了它,混凝土制件就能更牢固结实。振动式压路机能迅速地把路面压平。在矿山里,利用快速振动的风镐开凿岩石、采挖煤炭,其他的如振动式粉碎机、电振刨、振动式落沙机等无不是利用共振现象来制造的节省能量的机器。

【科学小链接】

制造机器要考虑共振

1890年,一艘外国远洋巨轮在大海中因船体折断而惨遭覆灭。专家们经过分析认为,船的发动机主轴中心没有对准,在运转中产生了周期性的惯性离心力,它的周期恰好与船体的固有频率相接近,因此产生了强烈共振以致船体破坏。在现代航天、航空、航海等机器制造中,设计者都必须考虑到共振的破坏作用,才能设计出安全的机器设备。

3
# 物理
评论 (0)
再想想
免责声明

本站某些文章、信息、图片、软件等来源于互联网,由本网整理发表,希望传递更多信息和学习之目的,并不意味赞同其观点或证实其内容的真实性以及非法用途。如出现版权等问题,请立即联系管理员,我们会给予更改或删除相关文章,保证您的权利。

站内搜索
文章归档
  • 2021年二月
  • 2021年一月
  • 2020年十二月
  • 2020年十一月
  • 2020年十月
  • 2020年九月
  • 2020年八月
  • 2020年七月
  • 2020年六月
  • 2020年五月
  • 2020年四月
  • 2020年三月
  • 2019年十二月
  • 2019年十一月
  • 2019年十月
  • 2019年九月
  • 2019年七月
  • 2019年六月
  • 网站登录
  • 百度统计
  • 联系方式
Copyright © 2021 科普之家. Designed by nicetheme.