洗衣板路的成因?

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18新利最新登入你的车对搓衣板路有什么影响?
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你是否曾经开车走在一条小路上,突然觉得自己好像刚越过了一连串的减速带?你有没有想过,他们在这条似乎荒无人烟的道路上做什么?

你所经历的现象被称为“搓板路”。当汽车在未铺设的道路上行驶时,最终会形成波浪状的图案。起初,会形成微小的涟漪,随着越来越多的汽车经过,涟漪会变得越来越大。无论你是在澳大利亚还是非洲,南达科他州还是南加州的道路上旅行,搓板路——类似于老式金属搓板的波浪图案——都是常见的。

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虽然在世界各地的乡村道路上,司机们对搓衣板路很熟悉,但这种现象在其他科学技术领域也存在。每当侧向力作用于可塑表面时,就会产生波纹。你可能在海滩上的风或水驱动的沙子上看到过同样的小波纹,在滑雪山上形成的雪道上也看到过。越野摩托车和雪地摩托也会在泥土和雪地上产生涟漪。钢轨上的小凸起也是搓衣板现象的结果。

搓衣板路通常不仅仅是一个麻烦,因为它们会损坏悬挂系统,增加道路维护成本。它们还会产生安全问题,因为没有完全接触地面的汽车或卡车可能无法正确刹车。那么是什么导致了搓衣板路呢?

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搓衣板道路形成的物理学

车辆的车轮会把泥土推回去,随着时间的推移,这些泥土会堆积成小隆起。"width=
车辆的车轮会把泥土推回去,随着时间的推移,这些泥土会堆积成小隆起。
Stockbyte /盖蒂图片社

一些维护土路的专家说,是你的汽车悬挂系统造成了这个问题,因为它实际上是在试图消除道路上的颠簸。美国林务局]。当车轮在颠簸处移动时,悬挂系统吸收了震动,然后将其推回路面。在像土路这样柔软的表面上,推力要么堆积要么取代它碰到的泥土。随着时间的推移,随着越来越多的汽车越过凸起,搓板模式就形成了。

18新利最新登入然而,在2009年夏天,来自加拿大、法国和英国的物理学家发表了一项关于搓衣板道路形成物理学的新研究。他们发现,即使消除了汽车的弹性悬架和车轮的滚动形状,波纹也会形成[来源:美国物理学会]。

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他们造了一辆试验性的车辆,用悬挂代替车轮,用一个简单的倾斜犁刃在道路上滚动,没有任何弹簧或悬挂,拖着干沙床。当犁移动超过一定速度时,就会出现波纹。

在观察了结果之后,他们将这种现象与石头跳跃的物理现象进行了比较:石头需要以特定的速度投掷,以便有足够的力量在表面反弹。搓板犁是类似的,除了沙质表面记得它的形状和效果被放大。

他们得出结论,搓衣板图案的形成是不可避免的。即使车轮直径,悬挂或表面发生变化,也会形成脊。避免搓板路面影响的唯一方法是保持在一定速度以下,但这是不切实际的:你通常必须以每小时3英里(每小时4.83公里)的速度行驶才能完全消除这个问题。

总有一天,这些发现可能会改善悬挂系统或改善路面,使颠簸的行驶变得平坦。与此同时,对于搓板路,你也无能为力,只能做好准备,注意你的速度,坚持骑行。

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搓衣板路形成的原因

减速是避免洗衣板路的减速带效应的一种方法。"width=
减速是避免洗衣板路的减速带效应的一种方法。
泰勒Stableford /盖蒂图片社

虽然搓板路可以出现在任何地方,但它们最常出现在炎热干燥的地区以及沙质、泥土或砾石路面上。三个主要因素导致洗衣板在某些地方比其他地方更糟糕:

  • 缺乏水分当天气干燥时,搓衣板路特别普遍。频繁的降雨减少了洗衣板的机会。
  • 交通猛加速或猛刹车会加速搓板,这也解释了为什么你会经常在十字路口、急转弯前后、商业入口附近,甚至在车道上看到搓板。如果汽车的轮胎在路面上失去了牢固的抓地力,开始打转或打滑,一些砾石就会被移走。如果这种情况反复发生,砾石将被置换,通常是均匀的,并形成搓板图案。
  • 表面质量差如果道路表面质量较差,无论是沙子、砾石还是路面,搓板最常发生。当重物反复经过表面时,它会形成像搓板一样的不规则形状。坑坑洼洼也是表面质量差的常见结果。

如果你经常在土路上旅行,你知道你可以找到一个理想的速度,这将有助于平稳的骑行。这是你的汽车的悬挂系统推动汽车向下的速度,同时你在路面上经历了一个倾斜。问题是轮胎压得越紧,搓板凹陷就越严重。这是一个两难的选择:你的悬挂系统给你一个平稳的行驶,但它使搓板问题更严重。

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  • 哈罗德,哈夫,土路,洗衣板,灰尘控制矿工的消息。2007年2月/ 3月。(2009年11月28日)www.minersnews.com/FebMar07/200702A5.html
  • “科学新闻:科学家研究‘搓板’道路波纹。”美联社担任过资深驻外记者等职。2009年7月14日。(2009年11月28日)http://www.upi.com/Science_News/2009/07/14/Scientists-study-washboard-road-ripples/UPI-30121247584088/
  • 《科学日报》。“颠簸道路的物理学:是什么让道路像搓板一样起伏?”2009年7月9日。http://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090707131834.htm
  • Skorseth,肯。“防止搓板。”美国的Roads.com。1998年8月/ 9月。(2009年11月28日)http://www.usroads.com/journals/rmej/0006/rm000601.htm
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