Doğal Frekans ve Rezonans

Doğal Frekans ve Rezonans

Doğal Frekans ve Rezonans aslında teknik olarak bilgi sahibi olmasakta, hayatımızda hissettiğimiz ya da gördüğümüz bazı olayların altında bu bilimsel gerçek yatmaktadır.

Olayı daha iyi anlayabilmemiz için, bazı terimlere açıklık getirmekte fayda var. Bu terimlerin bir kısmına lisedeki fizik derslerinden aşinalığımız var.

Titreşim: Bir denge noktasındaki mekanik hareketliliktir. Bu belirli bir periyotta gerçekleşebileceği gibi, rastgelede olabilir.

Frekans: Birim saniyede oluşan titreşim sayısıdır. Birimi Hz dir. Matematiksel olarak Periyotun tersidir. “f:1/T”

Periyot: Bir tam titreşimin oluşması için geçen süredir. Birimi saniyedir. Matematiksel olarak Frekansın tersidir. “T=1/f”

Zorlama frekansı: Sisteme veya cisme dışarda etki eden kuvvetin frekansıdır. Doğal Frekansla eşitlendiği anda rezonans başlar.

Doğal Frekans: Dolayısıyla bir cismin ya da sistemin esneklik ve kütlesine bağlı olarak değişebilen, o frekansta uyarıldığında yüksek genlikte ve sonsuza kadar titreşeceği frekanstır.

Rezonans: Sistem veya cisme dışardan etkiyen kuvvetlerin frekansının doğal frekansla eşitlenmesi sonucu oluşan olaydır. Rezonans sonucunda, sistem veya cisim büyük ölçüde deformasyona uğrayabilir ve dağılabilir.

Kainatta bulunan herşey bir frekansa sahiptir. Dolayısıyla, geniş bir perspektiften bakıldığında herşeyin rezonansa uğrama riski vardır. Örnek vermek gerekirse insan kulağının dayanabileceği frekans 3.5Hz civarıdır. Yani bu frekansta bir uygulama yaptığınızda, kulak zarı rezonans a girebilir ve kalıcı zararlar oluşabilir. (Denemenizi tavsiye etmiyoruz!)

Öte yandan risk taşıyan diğer unsurlar ise yapılardır. Köprüler, binalar. Hepimiz Washingtonda rüzgarın etkisi ile rezonansa girip paramparça olan Tacoma Narrow köprüsünü duymuşuzdur. Yıllar önce beşik gibi sallanan boğaziçi köprüsünün durumuna da haberlerden şahit olmuştuk. Askerlerin köprülerde uygun adımı bozduklarını biliriz. Rüzgar, Uygun adım, Köprü üzerinden geçen araçlar, bunların hepsi dış etkendir ve oluşturdukları frekans, yapının doğal frekansı eşitlendiğinde rezonans başlar ve durmaz. Boğaziçi köprüsü olayında ise tam bir rezonans oluşmamıştır.

Bu durum normalde, yapılar ve sistemler kurulmadan önce, kurulum alanlarında yapılan tahmini hesaplara göre göz önünde bulundurulmakta ve buna göre üretimler yapılmaktadır. Ancak bazen göz önünde bulundurulması güç faktörler devreye girmekte ve istenmeyen sonuçlar oluşabilmektedir.

Günümzde ise artık gerçek zamanlı simülasyonları destekleyen programlar ve ileri teknoloji ürünü bilgisayarlarla yapılan hesaplmalar sayesinde bu riskler minimize edilebilmektedir.

Aşağıda Tacoma Narrow ve Boğaziç köprüsü görüntlerini izleyebilirsiniz.

 

 

 

 

 

 2,032 total views,  3 views today