Tacoma híd katasztrófa

A Tacoma Narrows hidak USA, Washington állam 16-os útjának hídjai, mely a Puget Sound öböl Tacoma Narrows szorosa felett ível át. Az eredetileg itt álló híd, a "Gallopping Gertie" 4 hónappal felavatása után, 1940. november 7-én az erős szél okozta belengés, és a rezonancia miatt leszakadt.

A híd leszakadását a rezonancia jelensége okozta. A rezonancia fizikai jelenség, mely gerjesztett rezgéseknél lép fel olyankor, ha a gerjesztés frekvenciája és a lengőrendszer szabadlengéseinek frekvenciája közel van egymáshoz. Ilyen esetben a gerjesztés által a rendszerbe egy-egy kitérés alatt bevitt kis energiaadagok fokozatosan összegeződnek és nagy rezgésamplitudót okoznak. Csillapítás nélküli (idealizált) rendszerek esetén a rezgésamplitudó rezonanciában végtelen nagy is lehet. A Tacoma-híd esetében a széllökések frekvenciája a híd sajátrezgési frekvenciája közelébe esett és néhány órai külső gerjesztés ideje alatt hozta olyan mértékű lengésbe a hidat a szél, hogy az leszakadt. A híd acélból készült, azért volt olyan hajlékony - túlságosan is hajlékony és karcsú, a csavarási merevsége vitte sírba. Egyébként az eset kivizsgálását a magyar származású Kármán Tódorra bízták. Innentől kezdve az amerikaiak csak magas dobozszerű pályaszerkezettel kialakított függőhidakat építettek, ilyen lett az újjáépített Tacoma híd is.

PhET - Interaktív szimulátorok

A Kolorádói Egyetem jóvoltából ingyenes, Java alapú szimulációkat futtathatunk böngészőnk segítségével, melyek a fizika, kémia, biológia, matematika és földtudományok egyes jelenségeit, ismereteit szemléltetik igen látványosan. A PhET weboldalán kiválaszthatjuk az érdeklődésünknek megfelelő szimulátort, és azt elindítva egy pár megabájtos állomány töltődik le, mely Java környezetben fut. A jelenség paraméterei interaktív módon változtathatók (!), így engedve teret a széleskörű megfigyeléseknek, melyek kísérletben történő megvalósítása sokszor elérhetetlen számunkra, vagy jelentős anyagi befektetés árán lenne teljesíthető (pl. MRI vizsgálat, vagy radioaktív bomlás). Ugyan a paraméterek angol felirattal vannak ellátva, némi próbálgatás után (mely cél is egyben) elsajátíthatjuk a környezeti tényezők szabályozási lehetőségeit.

Ha nem rendelkezünk megfelelő on-line kapcsolattal, lehetőség van az egész csomag letöltésére (itt elérhető), melyet telepítve a teljes kísérletgyűjtemény gépünkre kerül.

Ízelítőül az alábbi képre kattintva az ideális gázok tulajdonságait figyelhetjük meg. A képen látható tartályba kétféle - egy könnyebb, illetve egy nehezebb atomokból álló - gázt pumpálhatunk, megfigyelve azok mozgását. Az előkészített Bunsen-égő segítségével szabályozhatjuk a gáz hőmérsékletét, a tartály falának feszülő segítőnk pedig a térfogatát képes befolyásolni. Természetesen a gáz állapotának változásait nyomon követhetjük a felszerelt hőmérő és nyomásmérő segítségével.

Míg eljátszadozunk az állítható elemekkel, önkéntelenül is a jól ismert (naná, hogy jól ismert) Boyle-Mariotte és Gay Lussac törvények által leírt összefüggéseket figyelhetjük meg tapasztalati úton.

/A futtatáshoz szükséges Java környezet letölthető innen, emellett szükség lehet böngészőnk ActiveX vezérlőinek engedélyezésére./