Vì sao một đội quân không thể rập đều bước chân đi qua cầu?

Trong lịch sử đã từng xảy ra hai sự kiện như sau. Sự kiện thứ nhất xảy ra khi Napoleon dẫn đầu quân đội Pháp xâm lược Tây Ban Nha. Có một đoàn quân lúc đi qua chiếc cầu treo bằng xích sắt, sĩ quan chỉ huy hô to khẩu lệnh:
"Một, hai, ba, bốn!"
Rập theo khẩu lệnh, các binh sĩ sải bước chân mạnh mẽ đều đặn đi lên cầu. Khi họ sắp đến gần bờ bên kia, bỗng vang lên một tiếng ầm dữ dội, một đầu cầu sụp đổ xuống sông lớn, ném tất cả binh lính và sĩ quan xuống nước. Rất nhiều người bị chết chìm.
Một sự kiện nữa xảy ra ở Xanh Pêtecbua, nước Nga. Khi đoàn quân nhịp nhàng cất bước đi qua chiếc cầu lớn trên sông "Fontanka", sự kiện gẫy cầu chết người y hệt đã xảy ra.
Rốt cuộc nguyên nhân gì đã gây ra những sự kiện đó?
Đó là do cộng hưởng. Dầm cầu có tần số rung động riêng của nó. Khi một đoàn người đông đúc sải những bước chân đều đặn nhịp nhàng qua cầu, lực tác động có tính chu kì do bước chân sinh ra cũng có tần số nhất định. Nếu tần số của lực đó gần bằng (hoặc bằng với) tần số rung động riêng của cầu thì sẽ xảy ra cộng hưởng. Kết quả của cộng hưởng là rung động của cầu mỗi lúc một mạnh lên, sau cùng khi vượt quá sức chịu đựng của cầu thì nó bị gãy đổ.

Trong đời sống hàng ngày, chiếc cầu không chỉ để cho con người đi bộ qua lại, mà còn có các loại xe cộ sử dụng nữa. Lực tác động của ô tô sinh ra đối với cầu lớn hơn rất nhiều so với bước chân con người, song vì lực do ô tô sinh ra không có tính chu kì, vả lại trên cầu còn có xe cộ khác và người đi bộ, lực do chúng sinh ra cũng không có nhịp điệu nhất định, vì vậy cái này cái kia có thể triệt tiêu một phần rung động, không có khả năng làm cho cầu sinh ra cộng hưởng, nên cũng không có gì nguy hiểm cả. Vì vậy, các nước trên thế giới đều có chung một điều quy định: khi đội quân qua cầu không được rập đều bước chân.

Trong cuộc sống, hiện tượng cộng hưởng thường hay xảy ra. Ví dụ: chơi đu quay phải điều chỉnh tần số thân mình thấp xuống và bật lên để chiếc đu sinh ra cộng hưởng. Có như vậy thì đu quay mới càng đu càng cao. Còn khi leo thang, phải lúc thì leo nhanh, lúc thì leo chậm. Làm như vậy để cho cái thang khỏi sinh ra cộng hưởng bởi bước chân của chúng ta. Nếu bị cộng hưởng, cái thang sẽ bị lắc lư rất mạnh.
Bạn đọc bài viết khác : 

Vì sao vật nổi trên mặt nước không trôi ra ngoài theo sóng nước?

Từ khóa: Cầu; Cộng hưởng; Tần số rung động riêng.