كيف يمكن للرياح الخفيفة أن تؤدي إلى اهتزاز الجسر، تعتبر الرياح من الظواهر الطبيعية التي ليس من الممكن رؤيتها، ولكن يمكن الشعور بها، وذلك عن طريق وجود حركة في بعض الجزيئات الهوائية، وتتمثل حركة هذه الرياح في قدرتها على تحديد أشعة الشمس، وتسخين الهواء خلال حركته مع اليابسة، وسوف نتوصل إلى إجابة هذا السؤال فيما بعد.
محتويات
كيف يمكن للرياح الخفيفة أن تؤدي إلى اهتزاز الجسر
نظرا لوجود تنوع في مصادر الرياح بداية من أشعة الشمس إلى سطح الأرض، نجد أن هناك فروق حرارية بين الطبقات العليا والسفلى فيها، ويرجع سبب اهتزاز الجسر بالرياح الخفيفة إلى ظاهرة الرنين.
حيث يحدث توافق في تردد الاهتزازات المختلفة التي تنتج قوة الرياح مما يتسبب في تعرض الجسر لمرونة ونحافة عالية، وبناءًا على ذلك فإن ظاهرة الرنين تطلق اهتزازاتٍ عالية جدًا بغض النظر عن وجودِ أقل مستويات الاهتزاز.
كيف تؤثر الرياح الخفيفة في اهتزاز الجسر
تسبب الرياح الكثير من التغيرات على الكرة الأرضية، ونتيجة للتقدم والتطور المستمر في بناء الجسور المعلقة تم التمكن من المساعدة في توفير وحفظ الوقت والجهد خلال التنقل، كما قامت الرياح بالتأثير في هذه العملية عن طريق الاهتزاز التي تتعرض له الجسور بشكل دائم سواء كان من الرياح العاصفة أو الخفيفة التي تحدث، ومن خصائص هذه العملية ما يلي:
- الخفة والمرونة في عملية التصميم.
- حدوث توافق بين تردد الجزيئات المختلفة، والتموين من أجل الطاقة الاهتزازية.
- تتم عملية الاهتزاز تبعا للنظام الفيزيائي.
- هذه العملية لا تقتصر فقط على الجسور، إنما تحدث أيضا في المباني العالية.
جسر تاكوما يعتبر ضحية الرياح الخفيفة
يوجد عدد كبير من الجسور التي ضربت كمثال وتطبيق على ظاهرة الرنين، ومن أبرزها ما يلي:
- جسر تاكوما، هو جسر تم انهياره عام 1940م بسبب زيادة الاهتزازات مما أدى إلى انهيار جسر يصل وزنه إلى أكثر من 10 آلاف طن.
- تم وصف الجسر بأنه الثالث في المرتبة عالميا ما بين أكبر الجسور المعلقة، وذلك قبل انهياره.
- بداية سقوط الجسر، تسببت الرياح في بدء تأرجح وتزلزل الجسر خاصة بعد مرور أربع شهورٍ فقط على افتتاحه.
- مرحلة الانهيار، أصبح جسر تاكوما مثالًا فيزيائيًا تقوم المدارس بتدريسه من أجل تفسير ظاهرة الرنين الخاصة بالجسور المعلقة منذ هذه الواقعة.
شاهد ايضًا :-الحدود التي تم استخدامها بالعبارة المجاورة بالشكل هي
مفهوم الظواهر الطبيعية
هي مصطلح شامل يتم إطلاقه على كل ما يطرأ من تغيراتٍ في الكرة الأرضية، ويترك أثرًا ملموسًا، ولا يتدخل في حدوثها العنصر البشري، وتتفاوت النتائج ما بين إيجابية وسلبية على حياة جميع الكائنات الحية.
يرجع الفضل في حدوث هذه الظواهر إلى الله عز وجل من أجل تلبية كافة احتياجات الأرض وبذلك إكمال الحياة فيها، ومن أشهر هذه الظواهر الرياح، الحرارة، تعاقب الليل والنهار، المد والجزر، وغيرها.
شاهد ايضًا :-إذا كان المستقيمان في المستوى متساويي البعد عن مستقيم ثالث فإنهما متقاطعان
تفسير ظاهرة الرنين الطبيعية للجسور المعلقة
- قوى كارمن، تنشأ هذه القوى نتيجة تكون عدد من دوامات الهواء خاصة في الجزء السفلي للجسر، مما يساعد في تعزيز هذه الدوامات والاهتزازات الأصلية، مما يسبب اهتزازه وانهياره بصفة عامةً.
- قوى السحب والرفع، الجزء الأوسط للجسر يواجه هذه القوى بشكل كبير؛ مما يعمل على تناوبها في اتجاهين متعاكسين تمامًا؛ لذلك يحدث تخامد سلبي يؤدي إلى الفتك بذلك الجزء، وبذلك يعمل على اهتزازه وانهياره.
وهكذا نكون قد تعرفنا على الإجابة المثالية لكيف يمكن للرياح الخفيفة أن تؤدي إلى اهتزاز الجسر، وذلك بسبب حدوث ظاهرة الرنين التي يشترط من أجل حدوثها وجود توافق في التردد لتموين الطاقة الاهتزازية، ومن أبرز الأمثلة على هذه الظاهرة جسر تاكوما الذي تم انهياره عام 1940.
