حلقه های لرزان

چرا پاسخ همه ساختمان ها در برابر زلزله یکسان نیست؟ این فعالیت را انجام بدهید تا بفهمید!

وسایل لازم:

*یک صفحه مقوایی ( به طول 30 سانتی متر و عرض 10 سانتی متر )

*مقوا (در حدود 35*50 سانتی متر)

*چسب بی رنگ

این وسیله نشان می دهد که اشیا با اندازه ها و سختی های متفاوت در فرکانس های مختلفی نوسان می کنند.

4 یا 5 نوار به عرض 2.5 سانتیمتر را از کاغذ ببرید به طوری که هر نوار از نوار قبلی 8 سانتی متر کوتاهتر باشد و طول بلندترین نوار 50 سانتی متر باشد. نوارها را به شکل حلقه در اورید و سپس نوارها را به صفحه مقوایی بچسبانید.

انجام دهید و توجه کنید:

صفحه مقوایی را جلو و عقب ببرید . از فرکانس های خیلی پایین شروع کنید وبه آرامی فرکانس را زیاد کنید.

توجه کنید که حلقه های مختلف در فرکانس های متفاوتی نوسان می کنند . دقت کنید که بزرگ ترین حلقه شروع به نوسانات شدیدی می کند و بعد از آن به ترتیب حلقه های کوچک تر نوسان می کنند و در ضمن کوچک ترین نوار، بالاترین فرکانس را دارد.

صفحه را سریع تر و سریع تر تکان دهید و توجه کنید که دوباره حلقه بزرگ تر شروع به نوسانات شدید می کند. هر حلقه در بیشتر از یک فرکانس نوسان خواهد کرد، اما شکل هر حلقه برای فرکانس های مختلف متفاوت خواهد بود.

همچنین اگر صفحه را به جای جلو و عقب، بالا و پایین ببرید فرکانس های نوسان متفاوت خواهد بود.

چه اتفاقی دارد می افتد؟

فرکانس هایی که در آن ها حلقه راحت تر نوسان می کند به وسیله چند عامل مثل جرم حلقه و سختی آن تعیین می شود. اشیای سخت تر فرکانس نوسان بالاتری دارند، در حالی که سنگین تر ها فرکانس کمتری دارند.

بزرگ ترین حلقه بیشترین جرم و کم ترین سختی را دارد، بنابراین کمترین فرکانس نوسان را دارد. از طرف دیگر بزرگ ترین حلقه به نسبت حلقه کوچک تر زمان بیشتری برای پاسخ به نیرو نیاز دارد.

در زمان زمین لرزه ، دو ساختمان با اندازه های متفاوت ممکن است بسته به این که تا چه حد فرکانس نوسان ساختمان با فرکانس لرزش های زمین منطبق باشد به نوسانات زمین جواب های متفاوتی بدهند .البته سختی یک ساختمان – که روش ساخت و مصالح مورد استفاده در ساختمان آن را مشخص می کند – به اندازه ابعاد ساختمان مهم است.

دیگر چه؟

می توانید نی را به طول 2.5 سانتی متر ببرید و دو عدد ساچمه داخل نی قرار دهید. دو سر نی را با کاغذ ببندید و نی را روی مقوا به صورت افقی بچسبانید. به این صورت می توانید فرکانس نوسان را قابل شنیدن کنید. با تکان دادن مقوا ساچمه ها در انتهای نی با همان فرکانس تکان دادن مقوا به هم می خورند.

مترجم :میثم امیری نائینی

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان-تنظیم : نوربخش