每到台风季节,在高楼林立的城市里,常常能看到令人不安的景象,那就是楼房在风中摇曳。

众所周知,高楼会摇晃,但当我们看到肉眼可见的摇晃时,还是难免感到担心。楼会被风吹倒吗?当然。钢筋混凝土的建筑难道还经不起风吗?建筑物之所以被风吹倒,并不是因为风有多强,而是因为一种物理现象,共振。

不管外力的频率是大是小,只要它的频率与物体振动的固有频率一致,就会引起物体非常剧烈的振动。

以秋千为例。当秋千摆回最高点,即将转向向下时,我们推一下它,它就会摆得更高。这是我们施加的驱动力与挥杆自然频率一致的结果。反之,如果我们从对面高速把秋千往回推,不管我们怎么用力,秋千不仅不会摆得更高,反而会变小,甚至戛然而止。

既然共振这么厉害,世界上那么多摩天大楼是怎么顶住风的?因为他们有定楼法宝。

什么样的建筑固定魔法装置可以帮助建筑应对共振,有哪些科学原理?共振会产生强烈的振动,但世界上没有随机的振动,有振动必有能量,所以本质上是风给建筑物提供动能,建筑物自然会晃动接收动能。可以避免的。所以想要让建筑物不晃动,就得把从风中得到的动能给别人。怎么给别人?

弗洛姆的发现为发明立楼魔法装置奠定了基础,但这个发现离真正发明立楼魔法装置还有一定的距离,因为加入振动物体后,虽然原来的共振是可以消除的,但是在原来振动频率不一致的两个地方就会有两个新增加的共振点。

挡风板的结构如下:摩天大楼内部悬挂着一个巨大的金属球。摩天大楼的质量和结构强度是已知的,因此可以计算出建筑物振动的固有频率,然后只需确定悬挂的长度,使金属球的摆动频率与建筑物的固有频率。

之后就是给金属球增加阻力,一般是在金属球下面加一个阻尼杆。这是一个完整的风阻尼器。当外部风力与建筑物的摆动频率一致时,建筑物原本接收到的动能就会传递给风阻尼器。由于阻尼杆的存在,会大量消耗动能,所以风阻尼器的摆动与建筑物处于同一位置。这就是摩天大楼能够直立的原因。摩天大楼中的风阻尼器非常庞大,因为它至少要达到建筑物质量的百分之一才有效,所以一般建筑物中的风阻尼器重达数百吨,有的甚至可达100吨。千吨,一般需要五六层楼的高度才能容纳。很多摩天大楼顶部的挡风板区域是开放的,有机会我们可以亲身体验一下。