Return to Video

ทำไมอาคารจึงถล่มตอนแผ่นดินไหว? - วิกกี้ วี เมย์

  • 0:07 - 0:11
    แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ที่น่ากลัว
    มาโดยตลอด
  • 0:11 - 0:14
    และมันก็ยิ่งก่อหายนะมากขึ้น
    เมื่อเมืองของเราใหญ่ขึ้น
  • 0:14 - 0:18
    กับอาคารถล่มนั้น
    เป็นหนึ่งในความเสี่ยงที่มากที่สุด
  • 0:18 - 0:20
    ทำไมอาคารถึงถล่ม
    ในเหตุการณ์แผ่นดินไหว
  • 0:20 - 0:23
    และจะป้องกันมันได้อย่างไร
  • 0:23 - 0:25
    ถ้าคุณเคยดูหนังภัยพิบัติมาเยอะมากๆ
  • 0:25 - 0:26
    คุณคงมีความคิดที่ว่า
  • 0:26 - 0:30
    อาคารถล่มมีสาเหตุโดยตรงจากใต้พื้นดิน
  • 0:30 - 0:33
    สั่นสะเทือนอย่างรุนแรง
    หรือแม้แต่แยกออกจากกัน
  • 0:33 - 0:35
    แต่นั้นไม่ใช่สิ่งที่มันเกิดขึ้น
  • 0:35 - 0:39
    อย่างแรก อาคารส่วนใหญ่
    ไม่ได้ตั้งอยู่บนรอยเลื่อน
  • 0:39 - 0:44
    และแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนที่นั้น
    อยู่ลึกลงไปในผิวโลกมากกว่าฐานรากของตึก
  • 0:44 - 0:46
    แล้วมันเกิดอะไรขึ้นกันแน่
  • 0:46 - 0:50
    อันที่จริงแล้ว ความจริงเรื่องแผ่นดินไหว
    และผลกระทบต่ออาคาร
  • 0:50 - 0:52
    ซับซ้อนมากกว่านั้นเล็กน้อย
  • 0:52 - 0:55
    เพื่อให้เราเข้าใจง่าย
    สถาปนิกและวิศวกรเลือกใช้แบบจำลอง
  • 0:55 - 1:00
    เป็นแนวเส้น 2 มิติแทนเสาและคาน
  • 1:00 - 1:05
    หรือใช้ลูกกลมๆบนแท่งเสา
    เพื่อจำลองมวลของอาคาร
  • 1:05 - 1:09
    ถึงแม้จะทำให้มันเข้าใจง่ายขนาดนี้
    แต่แบบจำลองนี้กลับมีประโยชน์มาก
  • 1:09 - 1:12
    ช่วยทำนายการตอบสนอง
    ของอาคารต่อแผ่นดินไหว
  • 1:12 - 1:15
    ซึ่งโดยพื้นฐานเกี่ยวกับหลักฟิสิกส์
  • 1:15 - 1:17
    การถล่มส่วนมากที่เกิดขึ้นระหว่างแผ่นดินไหว
  • 1:17 - 1:20
    ไม่ได้เกิดโดยตรงจากแผ่นดินไหว
  • 1:20 - 1:23
    แต่เมื่อพื้นดินขยับใต้อาคาร
  • 1:23 - 1:26
    มันทำให้รากฐานอาคารและชั้นล่างๆเคลื่อนที่
  • 1:26 - 1:29
    ทำให้เกิดคลื่นกระแทกส่งไปยัง
    โครงสร้างส่วนที่เหลือ
  • 1:29 - 1:32
    และส่งผลให้อาคารนั้นสั่นไปสั่นมา
  • 1:32 - 1:36
    ความรุนแรงของการสั่นสะเทือน
    ขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัยหลัก
  • 1:36 - 1:39
    มวลของอาคาร ที่รวมกันอยู่ด้านล่าง
  • 1:39 - 1:41
    และความแข็งของอาคาร
  • 1:41 - 1:45
    ซึ่งก็คือแรงที่ต้องใช้
    ในการทำให้เกิดการเลื่อนตัว
  • 1:45 - 1:48
    รวมถึงประเภทของวัสดุของตึก
    และรูปร่างของเสา
  • 1:48 - 1:51
    ความแข็งส่วนมาก
    เกี่ยวข้องกับความสูง
  • 1:51 - 1:54
    อาคารที่เตี้ยกว่า
    จะแข็งกว่าและสั่นน้อยกว่า
  • 1:54 - 1:57
    ในขณะที่อาคารที่สูงกว่านั้น
    จะยืดหยุ่นได้มากกว่า
  • 1:57 - 2:01
    คุณอาจจะคิดว่า
    ทางออกคือสร้างอาคารให้เตี้ยเข้าไว้
  • 2:01 - 2:03
    เพื่อให้มันสั่นให้น้อยที่สุด
  • 2:03 - 2:09
    แต่แผ่นดินไหวในปี 1985 ที่เม็กซิโก
    เป็นตัวอย่างที่ดีว่าทำไมจึงไม่เป็นเช่นนั้น
  • 2:09 - 2:10
    ตอนช่วงแผ่นดินไหว
  • 2:10 - 2:14
    อาคารความสูงระหว่าง 6 ถึง 15 ชั้น
    ถล่มลงมามากมาย
  • 2:14 - 2:18
    แต่ที่น่าแปลกคือ
    อาคารที่เตี้ยกว่ากลับยังตั้งอยู่ได้
  • 2:18 - 2:22
    อาคารที่สูงกว่า 15 ชั้น
    ก็เสียหายไม่มาก
  • 2:22 - 2:25
    และอาคารความสูงกลางๆที่ถล่มลงมานั้น
  • 2:25 - 2:29
    พบว่ามันสั่นอย่างรุนแรง
    มากกว่าแผ่นดินไหวเสียอีก
  • 2:29 - 2:31
    มันเป็นไปได้อย่างไร
  • 2:31 - 2:34
    คำตอบมันเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า
    "ความถี่ธรรมชาติ"
  • 2:34 - 2:36
    ในการสั่นสะเทือน
  • 2:36 - 2:42
    ความถี่ คือจำนวนครั้งที่เคลื่อนที่
    กลับไปกลับมาใน 1 วินาที
  • 2:42 - 2:44
    เป็นส่วนกลับของ "คาบ"
  • 2:44 - 2:48
    ซึ่งคือ มันใช้เวลากี่วินาที
    เพื่อให้จบการเคลื่อนที่ 1 รอบ
  • 2:48 - 2:52
    และความถี่ธรรมชาติของอาคารนั้นขึ้นอยู่กับ
    มวลและความแข็งของมัน
  • 2:52 - 2:55
    คือความถี่ที่ตึกมันสั่นเอียงไปรอบๆ
  • 2:55 - 3:00
    การเพิ่มมวลของตึกจะทำให้
    อัตราการสั่นตามธรรมชาติลดลง
  • 3:00 - 3:04
    ในขณะที่ถ้าเพิ่มความแข็ง
    จะทำให้สั่นเร็วขึ้น
  • 3:04 - 3:06
    ดังนั้น สมการที่ใช้อธิบายความสัมพันธ์
  • 3:06 - 3:10
    ความแข็งและความถี่ธรรมชาติ
    จึงมีสัดส่วนตามกัน
  • 3:10 - 3:14
    ในขณะที่มวลและความถี่ธรรมชาติ
    กลับมีสัดส่วนผกผันกัน
  • 3:14 - 3:18
    สิ่งที่เกิดขึ้นใน กรุงเม็กซิโก
    เป็นผลมาจาก "การกำทอน"
  • 3:18 - 3:20
    เกิดขึ้นเมื่อความถี่ของคลื่น
    จากแผ่นดินไหว
  • 3:20 - 3:25
    ไปตรงกับความถี่ธรรมชาติของตึกขนาดกลาง
  • 3:25 - 3:27
    เหมือนการผลักชิงช้าที่คำนวนเวลามาอย่างดี
  • 3:27 - 3:31
    แต่ละคลื่นที่เกิดขึ้นจะทำให้
    การสั่นสะเทือนของตึกรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ
  • 3:31 - 3:33
    ในทิศทางเดิม
  • 3:33 - 3:37
    ทำให้ตึกไหวโยกมากขึ้นเรื่อยๆ
  • 3:37 - 3:41
    จนในที่สุดก็เกินขีดจำกัด
    ที่อาคารจะรองรับได้
  • 3:41 - 3:45
    ทุกวันนี้ วิศวกรทำงานร่วมกับนักธรณีวิทยา
    และผู้เชี่ยวชาญแผ่นดินไหว
  • 3:45 - 3:49
    เพื่อทำนายความถี่ของแผ่นดินไหว
    ที่ตำแหน่งที่จะสร้างตึก
  • 3:49 - 3:52
    เพื่อที่จะลดการถล่มเนื่องจากการเกิดกำทอน
  • 3:52 - 3:55
    โดยใช้ประเภทของดิน
    และรอยเลื่อนมาร่วมพิจารณา
  • 3:55 - 3:58
    รวมทั้งข้อมูลจากแผ่นดินไหวครั้งก่อนๆ
  • 3:58 - 4:01
    ความถี่ต่ำจะสร้างความเสียหาย
    กับตึกที่สูงกว่า
  • 4:01 - 4:03
    และตึกที่ยืดหยุ่นกว่า
  • 4:03 - 4:06
    ในขณะที่การสั่นความถี่สูง
    กลับเป็นภัยมากกว่า
  • 4:06 - 4:09
    ต่อโครงสร้างที่เตี้ยเและแข็งกว่า
  • 4:09 - 4:11
    วิศวกรยังได้คิดค้นวิธีการดูดซับแรงกระแทก
  • 4:11 - 4:15
    และจำกัดการเปลี่ยนแปลงผิดรูป
    โดยใช้ระบบนวัตกรรม
  • 4:15 - 4:17
    การแยกฐานรากโดยใช้ชั้นของตึกที่ยืดหยุ่น
  • 4:17 - 4:21
    เพื่อแยกการเลื่อนตัวของฐานราก
    ออกจากตัวอาคารที่เหลือ
  • 4:21 - 4:25
    ในขณะที่ระบบมวลลดการสั่น
    จะหักล้างการเกิดกำทอน
  • 4:25 - 4:29
    โดยสั่นในทิศตรงข้าม
    ด้วยความถี่ที่เท่ากับความถี่ธรรมชาติ
  • 4:29 - 4:30
    เพื่อลดการสั่นสะเทือน
  • 4:30 - 4:34
    ในตอนท้ายสุด อาคารที่แข็งแรงที่สุด
    จะไม่ใช่อาคารที่ยังตั้งอยู่
  • 4:34 - 4:35
    แต่เป็นที่อาคารฉลาดที่สุดต่างหาก
Title:
ทำไมอาคารจึงถล่มตอนแผ่นดินไหว? - วิกกี้ วี เมย์
Description:

บทเรียนเต็มที่ : http://ed.ted.com/lessons/why-do-buildings-fall-in-earthquakes-vicki-v-may

แผ่นดินไหวเป็นปรากฎการณ์ที่น่ากลัว และกลายเป็นเรื่องหายนะของเมืองที่เติบโตแล้ว การถล่มของอาคารเป็นเรื่องของความเสี่ยงที่ใหญ่หลวง และทำไมอาคารจึงถล่มตอนแผ่นดินไหว ? และจะสามารถป้องกันได้อย่างไร ? วิกกี้ วี เมย์ ได้อธิบายกฎของฟิสิกค์ว่า ทำไมอาคารที่แข็งแรงจึงมักจะถล่ม แต่อาคารที่ชาญฉลาดยังคงอยู่

บทเรียนโดย Vicki V. May, แอะนิเมชั่นโดย Pew36 Animation Studios

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:52

Thai subtitles

Revisions