Rezonans Nedir? Etkileri Nelerdir?

Rezonans mühendislikte teknik olarak; “genliğin sonsuza gitmesi şeklinde açıklanır Periyodik bir etkinin aşağıda olan sistemde salınımlar olduğunu biliriz Salınımlar esnasında sistemin adi durumuna göre yaptığı yer değiştirme miktarına genlik denir Bu salınımlar eğer sistemin doğal frekansına eşit olursa, sistemin genliği ebediyen artış eğilimi gösterir; bu olaya rezonans denir
Salınıma niçin olabilecek etkiler fazla dağıtılmış olabilir Örnek tahsis etmek icabında; devamsız rüzgar etkisi altındaki bir köprü, zelzele dalgaları nedeniyle oluşan salınım etkisi altındaki bir yapı veya alternatif gerilim etkisi altındaki elektriksel bir sistem rezonansa uğrayabilir Doğrusal sistemlerin rezonansa girebilmesi için, salınım genliğinin, uygulanan kuvvetle dürüst orantılı olması gerekir Eğer uygulanan kuvvetin frekansı sistemin doğal frekansına eşitse rezonans gerçekleşir Aralıklı rüzgar etkisi altındaki bir köprüyü ele alacak olursak, rüzgarın ani ve sıvı esmesinin niçin olduğu titreşim ve salınımlar sonucunda köprünün doğal frekansı ile köprünün maruz kaldığı devirli rüzgar frekansı birbirine eşitlenebilir Bunun neticesinde salınım genliği sonsuza gitmeye başlayacağından köprü rezonansa uğrayarak bir zaman sonra yıkılacaktır Bunun reel bir örneği 1940 yılında Washington ’da üretilmiş olan Tacoma köprüsünde yaşanmıştır Bu köprü rüzgar etkisiyle rezonansa girerek yıkılmıştır
Bu olayın gerçekleşme anını aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz:




Depremlerde binaların yıkılmasına neden olan da rezonans olayıdır Salınımlar binanın doğal frekansına eşdeğer olduğunda, yapı artan genliğe ve bunun neden olduğu gerilime dayanamayarak yıkılır Rezonansa uğrayan bir nesnenin hasar görmemesi mümkün değildir Lakin nesnenin rezonansa girmesi alınacak önlemlerle engellenebilir Bu önlem yapının salınımlarıyla titreşimi sönümleyebilmesidir Günümüzde inşa edilen mimari yapılarda, 9 şiddetine varan oranlarda depreme dirençli elastikiyet toleransı uygulanabiliyor Bu sayede binalar 9 şiddetine dek depremin niçin olduğu salınımları sönümleyerek, yapının doğal frekansıyla titreme frekansının eşitlenmesi engelleniyor Özellikle Japonya ’da binalar 9 şiddetine dayanıklı inşa edilir çünkü bu bölgede koskocoman ve etkin fay hatları yer aldığından çoğu kez depremler yaşanır
Depremde yalnızca binalar yok, zemin de rezonansa girebilir Mesela, nemli toprak bir zeminde, depremin yol açtığı periyodik kuvvetler altında kum tanecikleri birbirleri üzerinden kayarak ara boşluklara yerleşebilir Bu durumda zemin ara boşlukları daha eksik olan bir kum yığınına dönüşür ve boşlukları dolduran suyun bir kısmı yukarı çıkıp kum yığınının üzerini kaplar Eğer böyle bir zemine yerleşik binalar varsa, önearkaya yatabilir ya da bütün olarak kayabilirler Bazı durumlarda bina depreme dirençli olsa dahi, zeminin rezonansa uğrayıp kayması sonucu yıkılabilirler