Прогулка по шаткому мосту может заставить паниковать даже самых стойких среди нас. Но не все мосты качаются, и ученые давно ломают голову над тем, почему. Теперь, сообщает Айлин Вудворд в New Scientist, у них, наконец, может быть ответ. Новое исследование детализирует, что нужно, чтобы заставить некоторые пешеходные мосты влиять. Причина: неуклюжие шаги.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предполагает, что основной источник покачивающихся мостов - это шаг пешеходов, пытающихся его преодолеть. Когда люди идут по мосту, они подсознательно корректируют свой шаг, чтобы приспособить незаметные движения на мосту, вызванные такими вещами, как ветер. По мере того, как все больше людей идут по мосту, они также вносят аналогичные коррективы, что вынуждает их ходить так, чтобы соответствовать частоте моста. Как только критическая масса достигнута, эти шаги прикладывают достаточно силы, чтобы начать колебание моста.
Это порочный круг. Как только мост начинает заметно двигаться, люди прикладывают еще больше силы, чтобы стабилизировать себя, что приводит к еще большему раскачиванию.
Как рассказывает Мэри Бет Григгс из журнала « Популярная наука» Игорь Белых, профессор прикладной математики в Университете штата Джорджия и автор исследования , это похоже на катание на лодке по воде. «Предположим, вы на лодке. Когда лодка ровная, вы идете обычной походкой », - говорит он. «Если есть штормовые моря, вы отрегулируете свою походку, чтобы сохранить равновесие».
Эта идея, называемая фазовой синхронизацией, ранее была предложена в качестве причины колебания моста. Но Белых вычислил математическую модель, которая может быть использована для определения количества людей, регулирующих походку, чтобы создать структуры разных размеров. Как рассказывает Белых Джоанне Кляйн из The New York Times, его формула позволяет пользователям вводить данные о мосте, чтобы выяснить, насколько большой должна быть толпа, прежде чем она установит диапазон.
Это не просто теоретическая идея. В последние годы было несколько пресловутых мостовых колебаний. В 2000 году, на открытии лондонского моста Миллениум через Темзу, этот мост тревожно покачнулся, что привело к его закрытию через три дня и исправлению на несколько миллионов долларов. В 2014 году парк Сквибб-Бридж в Бруклине был закрыт на трехлетний ремонт после того, как он был признан слишком оживленным для большинства пешеходов.
Колебание обычно не является постепенным изменением. Как только толпа достигает критической массы, она переходит от спокойной части приостановленного тротуара к режиму землетрясения. Для Моста Тысячелетия он говорит Григгсу, что магическое число составляет 165 человек. «У 164 пешеходов, возможно, ничего, а затем бум, мост начинает качаться, когда у вас есть один или два дополнительных пешехода», - говорит он. «Это очень сложные отношения».
Хотя формула может быть полезной для инженеров, проектирующих мосты, и учиться противодействовать колебаниям, Белых говорит Вудворду, что он еще не готов к прайм-тайм. «Прежде чем любая из этих моделей окажется в строительном кодексе, вы должны собрать доказательства каждого из этих инцидентов, связанных с колебаниями моста - подробные исследования того, когда они происходят, свойства мостов и количество людей - и посмотреть, помогают ли эти модели сделать хороший прогноз », - говорит он.
А пока держись крепче.
