การกระแทกถนน: เหตุใดถนนลูกรังจึงพัฒนาพื้นผิวเป็นอ่างล้างหน้า

การขับรถบนถนนลูกรังอาจทำให้กระดูกสั่นได้ ทุกๆ ฟุตหรือมากกว่านั้น แนวดินที่สูงถึงหลายนิ้วจะคอยกระแทกรถยนต์และรถบรรทุกที่แล่นผ่านและผู้โดยสารที่เคราะห์ร้าย ในหลายสถานที่ ทีมงานดูแลถนนต่อสู้กับผลกระทบจาก “กระดานลื่น” นี้ด้วยการขูดพื้นถนนด้วยรถดันดินบ่อยๆ แต่ทันทีที่รถผ่านไปมากขึ้น แนวสันเขาแบบฟีนิกซ์ก็กลับมาการเดินทางที่มีปัญหา ยานพาหนะที่แล่นผ่านถนนลูกรังอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดพื้นผิวอ่างล้างหน้าที่ดูน่ารำคาญ ซึ่งพบเห็นได้บนถนนในออสเตรเลีย

ง. เมย์ส

ตอนนี้ทีมนักฟิสิกส์ได้อธิบายว่าทำไมกระดานซักผ้าจึงก่อตัวขึ้น และงานวิจัยของพวกเขามีข้อความที่น่าหดหู่ใจสำหรับพนักงานขับรถบนถนน: ขูดบ่อย ๆ หรือยอมแพ้ อ่างล้างหน้าเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ทฤษฎีการก่อตัวของอ่างล้างหน้าก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับไดนามิกที่ค่อนข้างซับซ้อน บางคนมุ่งเน้นไปที่การกระเด้งของช่วงล่างและยางของรถ คนอื่น ๆ แนะนำว่าความแตกต่างของการบดอัดระหว่างด้านล่างและด้านบนของการกระแทกเป็นสิ่งสำคัญ ยังมีทฤษฎีอื่นๆ ที่อ้างถึงแนวโน้มของสิ่งสกปรกที่จะแยกตามขนาดเกรน วิศวกรหลายคนพยายามออกแบบพื้นผิวถนนที่ทนทานต่ออ่างล้างหน้า แต่สันเขากลับสูงขึ้นเรื่อยๆ

Stephen W. Morris จาก University of Toronto และเพื่อนร่วมงานของเขา Nicolas Taberlet และ Jim N. McElwaine จาก University of Cambridge ในอังกฤษ มีเป้าหมายเพื่อค้นหาคำอธิบายที่ง่ายที่สุดที่เป็นไปได้สำหรับปรากฏการณ์นี้ พวกเขาสร้างโต๊ะหมุนทรงกลมที่สามารถปูด้วยดินหรือทรายได้ และวางล้อยางแข็งไว้ด้านบน

หลังจากปรับสิ่งสกปรกให้เรียบแล้ว พวกเขาหมุนโต๊ะด้วยความเร็วต่างๆ เพื่อให้ล้อเคลื่อนไปบนพื้นผิว จากนั้นพวกเขาก็ดูฟอร์มอ่างล้างหน้า

ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา

สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล

ติดตาม

นักวิจัยทำการทดลองที่หลากหลายในทุกวิถีทางที่พวกเขาคิดได้ พวกเขาบดอัดสิ่งสกปรก พวกเขาใช้เม็ดทรายที่มีขนาดและส่วนผสมต่างๆ กัน และพวกเขายังพยายามใช้แทนข้าวอีกด้วย พวกเขาใช้ล้อที่มีขนาดและน้ำหนักต่างกัน เช่นเดียวกับล้อไถแบนที่ไม่หมุน การเปลี่ยนแปลงบางอย่างเปลี่ยนรูปแบบ กระจายระลอกคลื่นหรือรวมเข้าด้วยกัน แต่ระลอกคลื่นจะเกิดขึ้นเสมอ

ทีมงานรายงานสิ่งที่พบในจดหมายตรวจสอบทางกายภาพฉบับวัน ที่ 10 ส.ค.

นักวิจัยพบวิธีแก้ปัญหาหนึ่งเดียว: ช้าลง มาก. “ความเร็ววิกฤตที่ด้านล่างซึ่ง [พื้นผิว] จะยังคงราบเรียบคือประมาณ 5 ไมล์ต่อชั่วโมง” Taberlet กล่าว

จากนั้นนักวิจัยได้สร้างการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองการเคลื่อนที่ของเม็ดทรายแต่ละเม็ด เพื่อให้สามารถเห็นได้อย่างแม่นยำว่าระลอกคลื่นก่อตัวอย่างไร

ก้อนดินหรือทรายใดๆ ก็ตาม แม้แต่ก้อนที่เรียบมากๆ ก็มีความผิดปกติเล็กๆ น้อยๆ ที่ทำให้ล้อกลิ้งกระตุกเล็กน้อย แต่ละครั้งที่ล้อกระแทก การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็น มันจะดันสิ่งสกปรกไปข้างหน้าเล็กน้อย ทำให้ความผิดปกติขยายใหญ่ขึ้น จากนั้น ขณะที่ล้อเคลื่อนผ่านด้านบนของกันกระแทก แรงที่ตกลงมาจะผลักสิ่งสกปรกไปข้างหน้าในกันกระแทกถัดไป ทำซ้ำการกระทำเหล่านี้มากกว่าร้อยครั้งและรูปแบบสันเขาที่คุ้นเคยจะปรากฏขึ้น

Douglas Kurtze จาก Saint Joseph’s University ในฟิลาเดลเฟียกล่าวว่านี่เป็นครั้งแรกที่มีคนศึกษาการก่อตัวของอ่างล้างหน้าโดยใช้การทดลองที่มีการควบคุม เคิร์ทซ์กล่าวว่า แม้ว่ามันจะไม่สามารถกำจัดอ่างล้างหน้าได้ แต่ก็ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ “เข้าใจถึงความสำคัญของกลไกนี้”

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง