Будуючи мости, інженери брали до уваги тільки тиск ваги переходять по ним людей і вантажів, що перевозяться. Але несподівані катастрофи довели, що при спорудженні мостів потрібно рахуватися ще з якимись іншими впливами на їх балки.
Одного разу по висячому мосту поблизу Анжера (Франція) проходив загін солдатів, які чітко відбивали крок, б'ючи одночасно то правою, то лівою ногою по настилу. Під ударами ніг міст злегка розгойдувався, але раптом обірвалися підтримують ланцюга, і міст разом з людьми впав у річку. Загинуло більше двохсот чоловік.
Громадська думка була обурена. Будівельників моста звинувачували в недбалості розрахунків, в неприпустимій економії металу. Інженери дивувалися: що викликало обрив ланцюгів моста, який прослужив уже кілька десятків років?
Як завжди, почалися суперечки. Старі практики, не роздумуючи довго, стверджували, ніби ланцюги перержавелі і не витримали ваги солдат.
Однак огляд обірваних ланцюгів не підтвердив цього пояснення. Метал не був глибоко пошкоджений іржею. Поперечний переріз ланок забезпечувало необхідний запас міцності.
Так і не вдалося тоді знайти причину обвалення моста.
Минуло кілька десятків років, і подібна ж катастрофа повторилася в Харкові.
Кавалерійська частина переходила по єгипетському мосту через Фонтанку. Коні, навчені ритмічному кроці, одночасно били копитами. Міст "злегка погойдувався в такт ударам. Несподівано обірвалися ланцюга, що підтримують міст, і він разом з вершниками звалився в річку.
Знову розгорілися забуті суперечки. Необхідно було вирішити загадкову причину подібних катастроф, щоб вони більше не повторювалися. Адже мости були правильно розраховані. Ланцюги повинні були витримати в кілька разів більший вантаж, ніж вага переходили по мостам людей і коней.
Які ж сили розірвали ланки ланцюгів?
Деякі інженери здогадувалися, що обвалення мостів пов'язано з ритмічністю ударів об настил.
Але чому катастрофи траплялися з висячими мостами? Чому по звичайних, балковим мостам безпечно переходять військові піхотні і кавалерійські частини?
Відповідь на ці питання могло дати тільки вивчення дії поштовхів при різної конструкції моста.
Балку висячого мосту можна порівняти з дошкою, покладеною кінцями на опори. Коли на ній підстрибує хлопчик, дошка згинається то вгору, то вниз. Якщо потрапити в такт цих коливань, то її розмахи ставатимуть все більше і більше, поки нарешті дошка не зламається.
Балки висячого мосту також можуть коливатися, хоча це менш помітно на око. Міст біля Анжера коливався з періодом близько 1,5 секунди. Коли по ньому йшли солдати, ритм їхніх кроків випадково потрапив в такт власних коливань його балок. Непомітні розмахи ставали все більше. Нарешті ланцюга не витримали і розірвалися.
Збіг періоду коливань тіла з проміжком між збудливими їх поштовхами отримало назву резонансу.
Дуже цікавий досвід, який ілюструє явище резонансу, зробив свого часу ще Галілей. Підвісивши важкий маятник, він став дихати на нього, намагаючись, щоб проміжки між видихання повітря припадали в такт з власними коливаннями маятника. Кожен видих виробляв абсолютно непомітний поштовх. Однак, поступово нагромаджуючи, дія цих поштовхів розгойдав важкий маятник.
З явищем резонансу нерідко зустрічаються в техніці. Воно могло б наприклад, виникнути при переїзді потягу по балочному мосту. Коли колеса паровоза або вагонів зустрічають стики рейок, вони виробляють поштовх, що передається балках. У балках починаються коливання певної частоти. Якби поштовхи потрапили в такт коливань балок, то виник би небезпечний резонанс.
Щоб уникнути цього явища, інженери проектують мости так, щоб період їх власних коливань був дуже короткий. В цьому випадку проміжок часу, протягом якого Колесо пробігає від одного стику до іншого, більше періоду коливань балок, і резонансу? не буває.
В результаті резонансу може розгойдатися і важко навантажене судно під час навіть слабкого хвилювання.
Рівновага судна залежить від відносного положення центра ваги і так званого центру тиску. Вода тисне з усіх боків на, занурену в неї частину корпусу. Всі сили тиску можна замінити однією рівнодіюча. Вона прикладена до центру тяжіння витісненої води і спрямована прямо вгору. Точка прикладання її і є центр тиску. Зазвичай він лежить вище центра ваги.
Поки корпус судна тримається рівно, сила тяжіння і тиск прямо протилежні і врівноважують один одного. Але якщо судно чомусь нахилилося, То центр тиску переміститься в бік. Тепер на нього діють дві сили - сила тяжіння і тиск. Вони прагнуть виправити становище судна. Внаслідок цього судно випрямиться і за інерцією хитнеться в інший бік.
Так воно стане коливатися подібно до маятника. Це власні коливання судна, що виникають під впливом бортових ударів хвиль. Якщо ці удари потраплять в такт качки судна, то розмахи судна будуть все збільшуватись. Качка судна може стати небезпечною і навіть послужити причиною його загибелі.
Така катастрофа і сталася з англійським броненосцем «Кептен», спущеним на воду в 1870 році.
Це судно було одягнене в товсту сталеву броню. У невисоких важких вежах броненосця були встановлені кріпаки гармати. Екіпаж налічував 550 матросів і офіцерів. Передбачалося, що «Кептен» буде одним з найбільш грізних броненосців англійського флоту.
Товста сталева броня, якою була обшита надводна частина корпусу, важкі вежі і потужні артилерійські знаряддя занадто підвищили центр тяжкості. В першу ж бурю броненосець сильно накренився, ліг на бік, перекинувся догори кілем і пішов на дно. Лише небагатьом з його команди вдалося врятуватися.