李品钧

(湛江幼儿师范专科学校信息科学系 广东 湛江 524037)

2020年5月5日下午至6日中午，广东虎门大桥发生幅度较大的振动现象，一度为人们热议. 一般人可能不解，作为一座跨海大桥，经历了多次台风的攻击均岿然不动，为何这次在仅仅3～5级的风力(微风、和风和清劲风)作用之下发生了如此猛烈的振动现象？国内专家组最初认定这是一种由卡门涡街效应导致的共振现象. 具有中学物理知识背景的人都应该知道，如果是共振，那么风力的大小因素就要退居二线，而风力变化的周期或频率才是主因. 因为理论上只要周期性外力的变化频率与振动系统本身的固有频率相等，那么，尽管外力不是很大，只要随着时间的积累，振动系统的振幅将无限增加，直到振动幅度超过材料的承受极限而使其撕裂.

与此相关的事件最著名者莫过于美国塔科马(Tacoma)海峡大桥的风致垮塌事件，该桥自1940年7月1日开通运营，此后即使在微风作用之下，也时常有抖动，素有“会跳舞的桥”的美称. 4个月后的11月7日，当天风速19 m/s(8级，大风，对海滨城市来说是常见的风力，约为台风风力的一半).该桥在经历了70 min剧烈的震动之后最终达到形变极限而垮塌. 当时，一组好莱坞电影团队正好在桥的附近拍摄，他们将大桥从开始振动到垮塌的全过程拍了下来，塔科马海峡大桥借此抢了一众好莱坞大牌的戏[1].

除了对大型建筑物具有毁坏作用之外，共振对小型物件同样具有破坏性，前几……