De ce mișcarea într-o plimbare a mulțimii poate pune o clătinare într-un pod

Vizualizați videoclipul

Unele poduri ar putea să vă pună într-adevăr un leagăn.

Mulțimile care merg pe un pod îl pot face să se balanseze – uneori periculos. Folosind simulări îmbunătățite pentru a reprezenta modul în care oamenii merg, oamenii de știință au conceput acum o modalitate mai bună de a calcula în ce condiții poate apărea această legănare, raportează cercetătorii online, 10 noiembrie, în Progresele științei.

Când un pod – de obicei un pod suspendat – este încărcat cu pietoni care se plimbă, mersul acestora se poate sincroniza, determinând structura să treacă dintr-o parte în alta. Noul studiu „ne permite să anticipăm mai bine dimensiunea mulțimii la care poate apărea brusc o clătinare semnificativă”, spune matematicianul Igor Belykh de la Universitatea de Stat Georgia din Atlanta.

În cele din urmă, inginerii ar putea folosi rezultatele cercetătorilor pentru a evita nenorociri precum cea care s-a întâmplat pe Millennium Bridge din Londra. Acest pod suspendat s-a oprit temporar la doar câteva zile după ce sa deschis în 2000, din cauza oscilării mari care a apărut atunci când mulți oameni l-au străbătut simultan (SN: 24.11.07, str. 331), necesitând reparații costisitoare pentru a remedia problema.

Pietonii care traversează un pod pot provoca o mișcare ușoară laterală a podului în timp ce împing cu picioarele. Această legănare poate duce la căderea neintenționată a mulțimii în fața locului, deoarece este mai ușor să mergi cu fluxul podului balansoar decât să te lupți cu el. Acea sincronizare, la rândul ei, creează oscilații din ce în ce mai mari.

„Este un fenomen periculos care ar putea cauza prăbușirea unui pod dacă nu este controlat”, spune matematicianul aplicat Daniel Abrams de la Universitatea Northwestern din Evanston, Illinois, care nu a fost implicat în cercetare.

Modelele matematice anterioare ale fenomenului „nu au surprins în mod realist modul în care oamenii au exercitat forța asupra podului”, spune Abrams, „dar acest nou model este destul de realist”. În timp ce simulările anterioare s-au concentrat pe sincronizarea pașilor sau pe cantitatea de forță produsă cu fiecare pas, noua lucrare ia în considerare ambele.

Testele podului Millennium au arătat că scăparea s-a produs numai după ce un număr critic de oameni – în jur de 165 – au intrat pe pod. De asemenea, în simulările lor, Belykh și colegii săi constată că oscilațiile încep brusc peste un anumit număr prag de plimbări, în funcție de proprietățile podului.

Cercetarea contestă unele ipoteze anterioare. De exemplu, în noile simulări, debutul balansării a început chiar înainte ca cei care merg pe jos să se alăture în pas. Acest lucru sugerează că sincronia mulțimii s-ar putea să nu fie o cauză principală, ci acționează ca un efect de feedback care amplifică oscilările preexistente la scară mică. Această perspectivă ar putea fi relevantă pentru oscilațiile care apar pe anumite poduri fără ca pietonii să se sincronizeze, spune Belykh. Lucrările viitoare vor investiga în continuare modul în care începe balansarea.

UMBĂTĂ Mulțimile au aglomerat Podul Millennium din Londra când a fost deschis în 2000. Mișcarea multor pietoni a făcut podul să se clătinească, în timp ce oamenii și-au sincronizat neintenționat mersul (prezentat). mdepablo/YouTube