မိတ်ဆက်

Vibration (တုန်ခါခြင်း) အကြောင်း ပြောကြတဲ့အခါ oscillatory motion အကြောင်း စပြီး ပြောရမယ်။ မြန်မာလို ပြန်ရင် ‘ခေါက်တုံ့ခေါက်ပြန် ရွေ့လျားမှု’လို့ အနက်ထွက်တယ်။ ဒြပ်ထု (mass) နဲ့ elasticity (ရုန်းပြန်ခြင်းဂုဏ်သတ္တိ) ရှိတဲ့ အရာဝတ္ထုတိုင်းဟာ အဆိုပါ ခေါက်တုံ့ပြန်ရွေ့လျားခြင်း၊ တနည်း တုန်ခါခြင်း ဖြစ်နိုင်တယ်။ အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ အသုံးချမှုတွေ ဥပမာ စက်ပစ္စည်းတွေ၊ အဆောက်အဦကြီးတွေမှာ တုန်ခါမှုကို အနည်းနဲ့အများ ကြုံတွေ့ရနိုင်တယ်။ ဒါ့ကြောင့် သူတို့ကို ဒီဇိုင်းဆွဲရင် ဒီသဘောတရားတွေပါ ထည့်စဉ်းစားရပါမယ်။

ဟုတ်ပြီ။ ခေါက်တုံ့ပြန်တုန်ခါမှုကို အမျိုးခွဲကြည့်ရင် linear နဲ့ nonlinear ဆိုပြီး တွေ့ရနိုင်တယ်။ Linear ဆိုတာ ဥပမာပြောရင် သက်ရောက်အား (force) နဲ့ ရှည်ထွက်ခြင်း (elongation) တို့ တိုက်ရိုက်အချိုးကျနေတာမျိုးပါ။ Force နဲ့ elongation ကို Graph မှာဆွဲကြည့်ရင် မျဉ်းဖြောင့်ထွက်ပါတယ်။ Superposition (ထပ်ဆင့်ခြင်း) နိယာမကို သုံးပြီး အဖြေရှာလို့ရတယ်။ သက်ဆိုင်ရာ သင်္ချာနည်းနာတွေကိုလည်း ကောင်းကောင်း သုတေသနပြုပြီးဖြစ်တာမို့ နားလည်ရလွယ်ပါတယ်။ နောက်တခုဖြစ်တဲ့ nonlinear vibration မှာကျ ထင်ထားသလောက်မလွယ်ဘူး။ တွက်ချက်မှုအပိုင်းတွေမှာ ပိုပြီးတော့လည်း ခက်ခဲနက်နဲတာကို တွေ့ရပါတယ်။ Systems တွေ အားလုံးမှာ လွဲကျယ် (amplitude) ကြီးလာလေ nonlinear ရဲ့ သက်ရောက်မှု အကျိုးဆက်တွေများလာလေပါ။

Vibration ကို ထပ်ပြီးအမျိုးခွဲကြည့်ရင် free နဲ့ force ဆိုပြီး မြင်ကြည့်လို့ရပါတယ်၊ Free vibration ဆိုတာ ပြင်ပသက်ရောက်အားတွေကြောင့် မဟုတ်ဘဲ system (စနစ်) တခုဟာ လွတ်လပ်စွာ ခေါက်ပြန်ရွေ့လျားခြင်း ဖြစ်တာပါ။ ဥပမာ အရာဝတ္ထုတခု (ချိန်သီးပဲ ဆိုပါတော့) ကို သူ့ရဲ့ မျှခြေမှတ် (equilibrium position) ကနေ ဖယ်လိုက်တဲ့အခါ ခေါက်တုံ့ခေါက်ပြန်နဲ့ မျှခြေမှတ်ရဲ့ ဟိုဖက်ဒီဖက်ကို ရွေ့လျားတုန်ခါခြင်းဖြစ်တယ် (ပုံ ၁ က gif image ကို ကြည့်ပါ) Free vibration ကြောင့် တုန်ခါနေတဲ့ system တခုရဲ့ ရွေ့လျားမှုကို natural frequency (သဘာဝကြိမ်နှုန်း) နဲ့ သတ်မှတ်လို့ရတယ်။ အဆိုပါ natural frequency (သဘာဝကြိမ်နှုန်း) ဟာ ဒြပ်ထု (mass)၊ တင်းမာမှု (stiffness) နဲ့ ထိုင်းမှိုင်းမှု (damping) တို့အပေါ်မှာ မူတည်ပါတယ်။ တခုချင်းကို နောက် chapter တွေမှာ ရှင်းပြပါမည်။

မှတ်ချက်။ မြန်မာပြန် အနက်ကို ခန့်မှန်း၍ ပြန်ဆိုထားပါသည်။ ပိုကောင်းတဲ့ ပြန်ဆိုမှုများရှိက mminsight facebook page သို့ private message ပေးပို့၍ အကြံပြုစာပေးပို့နိုင်ပါသည်။

Fig. 1. Vibration of a pendulum

ပြင်ပသက်ရောက်မှုအား (external force) ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာတဲ့ တုန်ခါမှုကို forced vibration လို့ ခေါ်ပါတယ်။ သက်ရောက်အားက ခေါက်ပြန်ဖြစ်နေမယ် (တနည်း) oscillatory ဖြစ်မယ်ဆိုရင် system ဟာ အဆိုပါ excitation frequency မှာ တုန်ခါပါမယ်။ သက်ရောက်အားရဲ့ ကြိမ်နှုန်းနဲ့ system ရဲ့ သဘာဝကြိမ်နှုန်းတို့ တူညီနေရင် resonance (ဟိန်းသံ) ဖြစ်ပေါ်တယ်။ အဲ့လိုအခြေအနေမျိုးမှာ လွှဲကျယ်ဟာ အန္တရာယ်ရှိလောက်အောင် ကြီးမားတတ်တယ်။ design တွက်ချက်မှုတွေမှာ အရေးပါတာမို့ နောက် chapter တွေမှာ အသေးစိတ်ပြန်ရှင်းပြပါမည်။ လောလောဆယ် resonance effect ကြောင့် engineering structures တွေ ဘယ်လိုပျက်စီးတတ်သလဲကို မြင်သာအောင် ဥပမာ ဗီဒီယို တချို့ပြသထားပါသည် (ပုံ ၂ မှာရှုပါ).

ပုံ ၂ (က) Millennium Bridge Sway: A synchronous lateral excitation, where people’s footsteps caused the bridge to sway excessively

ပုံ ၂ (ခ) Tacoma narrows bridge collapse: The bridge began to oscillate and eventually collapsed, as its natural frequency matched the frequency of the wind, leading to resonance.

တုန်ခါခြင်းရဲ့ အရေးပါတဲ့ concept နောက်တခုကတော့ damping (ထိုင်းမှိုင်းခြင်း) ပါပဲ။ မြန်မာအနက်ဖွင့်ရခက်ပါသည် (စာရေးသူမသိတာလည်း ဖြစ်လိမ့်မည်)။ Damping ဆိုတာ အရာဝတ္ထုတိုင်းမှာ အနည်းနဲ့ အများရှိပါတယ်။ ဝတ္ထုထဲက မော်လီကျူးတွေရဲ့ ပွတ်တိုက်မှု (တနည်း) friction ကြောင့် စွမ်းအင်ပြုန်းတီးမှု ဖြစ်စဉ် (energy dissipation) ကို ခေါ်တာပါ။ Damping နည်းရင် မသိသာပေမယ့် များတဲ့အခါမျိုးမှာ သဘာဝကြိမ်နှုန်းအပေါ်မှာ သက်ရောက်မှုရှိပါတယ်။ ဟိန်းသံဖြစ်ပေါ်စဉ်မှာ လွှဲကျယ်ကို ထိန်းဖို့ damping ရဲ့ သဘောကို နားလည်ထားဖို့ အရေးကြီးပါတယ်။

(ဆက်ရန်)