不安定な橋を渡って歩くと、私たちの中で最もストイックな人でも少しパニックになります。 しかし、すべての橋がぐらつくわけではなく、科学者は長い間その理由を戸惑っています。 現在、 New Scientistの Aylin Woodwardが報告し、彼らはついに答えを得るかもしれません。 新しい研究では、いくつかの歩道橋を揺るがすために必要なことを詳述しています。 原因：ぎこちない進歩。
ジャーナルScience Advancesに掲載されたこの研究は、ウィグリングブリッジの主な原因は実際に渡ろうとしている歩行者の歩幅であると示唆しています。 人々が橋に沿って歩くとき、彼らは無意識のうちに歩幅を調整して、風のようなものによって引き起こされる橋の知覚できない動きに対応します。 橋に沿って歩く人が増えると、同様の調整が行われ、橋の周波数に合った方法で歩くように強制されます。 臨界質量に達すると、これらのステップはブリッジのウォブリングを開始するのに十分な力を発揮します。
それは悪循環です。 橋が顕著に動き始めると、人々は自分自身を安定させるためにさらに大きな力を加え、さらに揺れます。
ジョージア州立大学の応用数学教授で研究の著者であるイゴール・ベリフは、 ポピュラー・サイエンスのメアリー・ベス・グリッグスに、水上でのボート遊びに似ていると語っています。 「あなたが船に乗っているとしよう。 ボートが安定したら、通常の歩行で歩きます」と彼は言います。 「嵐の海がある場合は、バランスを保つために歩行を調整します。」
位相ロックと呼ばれるこのアイデアは、以前にブリッジウォブリングの原因として提案されてきました。 しかし、Belykhは、さまざまなサイズの構造物を揺らすために必要な歩行調整人の数を決定するために使用できる数学モデルを計算しました。 BelykhがThe New York TimesでJoanna Kleinに語ったように、彼の公式により、ユーザーは橋に関するデータをプラグインして、スパンをロックする前に群衆がどれだけ大きくする必要があるかを知ることができます。
それは単なる理論的なアイデアではありません。 近年、悪名高い橋のぐらつきがいくつかありました。 2000年、テムズ川を渡るロンドンのミレニアムブリッジの開通時に、ブリッジは心配して揺れ、3日後に閉鎖され、数百万ドルの修正が行われました。 2014年、ブルックリンのスクイブパークブリッジは、ほとんどの歩行者にとって少し弾力性があることが判明したため、3年間の修理のために閉鎖しました。
ぐらつきは通常、漸進的な変化ではありません。 群衆がクリティカルマスに達すると、一時停止した穏やかな歩道から地震モードになります。 ミレニアムブリッジの場合、彼はグリッグスに魔法の数は165人だと言います。 「164人の歩行者で、潜在的に何もせずにブームになると、1人または2人の歩行者が追加されると、橋はぐらつき始めます」と彼は言います。 「それは非常に複雑な関係です。」
この公式は、エンジニアが橋を設計し、ぐらつきを打ち消すことを学ぶのに役立つ可能性がありますが、BelykhはWoodwardにまだプライムタイムの準備ができていないことを伝えます。 「これらのモデルのいずれかが土木工学のコードになる前に、これらの橋が揺れる事件のそれぞれから証拠を収集する必要があります。良い予測をします」と彼は言います。
それまでは、ちょっと待ってください。
