Στις 7 Νοεμβρίου 1940 το πρωί στην περιοχή Tacoma της Washington των ΗΠΑ συνέβη ένα φοβερά δραματικό γεγονός, αυτό της κατάρρευσης της γέφυρας Tacoma Narrows Bridge στα νερά του Puget Sound, μιας θαλάσσιας λωρίδας του Ειρηνικού Ωκεανού στην στεριά. Επρόκειτο για μια κρεμαστή γέφυρα με 1.810 μέτρα μήκος και 12 μέτρα πλάτος η οποία, λίγους μήνες πριν την 1η Ιουλίου 1940 είχε παραδοθεί στην κυκλοφορία.
Τι συνέβη όμως και καταστράφηκε ολοσχερώς;
Αν ψάξουμε στα περισσότερα βιβλία Φυσικής η απάντηση που θα βρούμε είναι ότι η γέφυρα κατέρρευσε λόγω του συντονισμού της με τον άνεμο. Έγινε όντως έτσι; Και τι εννοούμε με τη φράση ”λόγω του συντονισμού της με τον άνεμο” ;
Ας δούμε ένα παράδειγμα συντονισμού:
Φανταστείτε ένα παιδάκι που κάνει κούνια στο πάρκο. Mετά από λίγο κάποιος το σπρώχνει από πίσω με αποτέλεσμα το παιδάκι να φθάνει σταδιακά όλο και ψηλότερα, ώσπου να φτάσει στο μεγαλύτερο δυνατό ύψος. Δηλαδή, στο τέλος η συχνότητα (=αριθμός ταλαντώσεων στη μονάδα του χρόνου) με την οποία το παιδί κάνει κούνια, ταυτίζεται με τη συχνότητα που του “επιβάλλει” το άτομο που το σπρώχνει.
Κάτι τέτοιο δεν έγινε στην περίπτωση της γέφυρας. Η ταχύτητα του ανέμου που μετρήθηκε εκείνη την ημέρα (68 km/h) δεν ήταν αρκετά υψηλή, ώστε να προκαλέσει την ταλάντωση της γέφυρας. Η καταστροφή οφείλεται σε ένα (κατά τα άλλα ενδιαφέρον επιστημονικά) φαινόμενο που λέγεται Αεροελαστικός Πτερυγισμός. Σε αυτό το φαινόμενο οφείλεται και η δόνηση μιας ταινίας χαρτιού, αν στην αρχή την κρατάμε σφιχτά και φυσήξουμε πολύ δυνατά αμέσως στην άκρη. Πιο συγκεκριμένα, η γέφυρα – λόγω της ταχύτητας του ανέμου – άρχισε σιγά-σιγά να περιστρέφεται. Επέστρεφε, όμως, στην αρχική της θέση εξαιτίας της βαρύτητάς της. Αυτό, όμως, δεν έγινε όταν βρέθηκε σε πολύ μεγάλη απόσταση από την αρχική της θέση!
Ουσιαστικά, η αιτία είναι ότι ο άνεμος δεν κατάφερε να περάσει μέσα από το κατάστρωμα της γέφυρας και “εγκλωβίστηκε” στις συμπαγείς της πλευρές, με αποτέλεσμα να ενισχύσει την ταλάντωση (=επαναλαμβανόμενη περιστροφική κίνηση) της γέφυρας.
Ο άνεμος την οδήγησε προς την αντίθετη κατεύθυνση προκαλώντας έτσι μια πιο βίαιη περιστροφή. Η ίδια διαδικασία επαναλήφθηκε λίγες φορές ακόμα μέχρι που η γέφυρα καταστράφηκε. Ευτυχώς δεν υπήρξαν ανθρώπινα θύματα διότι είχε διακοπεί η κυκλοφορία εκείνο το πρωί.
Το 1950 σχεδιάσθηκε η μία από τις δύο σημερινές γέφυρες, με τρόπο ώστε τα μέτωπά της να μπορεί να τα διαπερνά ο άνεμος. Δόθηκε στην κυκλοφορία στις 14 Οκτωβρίου 1950. Έχει μήκος 1822 μέτρα, μεγαλύτερο από την αρχική. Οι κάτοικοι της περιοχής την ονόμασαν “Sturdy (=σταθερή) Gertie”, γιατί δεν παρουσιάζει τις διακυμάνσεις που παρουσίαζε η προηγούμενη.
Tο 1998 αποφασίστηκε η κατασκευή μιας νέας γέφυρας, διότι η αύξηση της κυκλοφορίας καθιστούσε ανεπαρκή τη μία γέφυρα. Η παλιά πήρε την κίνηση προς τη Δύση (Westbound bridge), ενώ στη νέα η κυκλοφορία κατευθύνεται προς την Ανατολή (Eastbound bridge). Η νέα γέφυρα δόθηκε στην κυκλοφορία τον Ιούλιο του 2007.
Πηγές:
- https://tinanantsou.blogspot.com/2011/12/blog-post_14.html
- https://www.youtube.com/watch?time_continue=3&v=6ai2QFxStxo&feature=emb_title
- http://www.tmth.gr/home/59-applications/774-tacoma-narrows-bridge
Πληροφορίες συντάκτη:
