Ухабы на дорогах – неизбежное зло уже при скорости движения, чуть большей скорости пешехода.

Ухабы на дорогах – неизбежное зло уже при скорости движения, чуть большей скорости пешехода. К такому выводу пришли московские школьники, которые исследовали, как образуются ухабы в зависимости от вида грунтовой дороги и скорости перемещения. Ухабы и кочки – неотъемлемый атрибут российских дорог, будь они покрыты гравием, песком, камнями, или их комбинациями. В результате – выворачивающая душу тряска и разбитая подвеска автомобиля. Ученики московской школы Марина решили выяснить, на каких дорогах ухабы образуются быстрее, от чего зависит их размер, как на их формирование влияет скорость и масса автомобиля. Для этого они провели эксперименты на разных типах покрытия дорог: из песка, гравия, глины, чернозема, их смеси с разной долей гравия, и смеси песка с большими и мелкими камнями. По этим дорогам они пускали игрушечную радиоуправляемую машину и выяснили, что колдобины образуются на любом грунте. Ухабы получаются через 20 минут непрерывного движения, их глубина не превышает 5 см, а расстояние между соседними впадинами – около 20 см. При увеличении массы машины (за счет нагружаемых кирпичей) глубина колдобин увеличивалась. Тем не менее, наиболее устойчивым покрытием оказалась смесь крупного гравия (4-5 см) с песком в пропорции 1:5. Для выяснения механизма образования колдобин школьники провели эксперименты в лабораторных условиях. Для этого они создали устройство, раскручивающее плоскую тарелку с разной скоростью. На краю крутящейся тарелки размещали колесо. Тарелка поочередно наполнялась песком, гравием, рисом, гречкой, солью, сахаром. Использование крупы, соли и сахара позволило исследователям получить соотношение размера экспериментального колеса к размеру частиц модельного грунта, близкое к реальному. В ходе экспериментов меняли массу колеса и скорость раскручивающего устройства (от 1 до 30 м/с). Лабораторные испытания показали, что волны высотой 2 см с шагом 5-6 см (аналог кочек на реальной дороге) появляются на всех типах грунта, примерно через одно и то же время – через 5-6 минут. При увеличении массы колеса время образования волн уменьшалось до 2-3 минут. Исследователи определили критическую скорость, ниже которой кочки не образовывались – она оказалась совсем небольшой, всего 1,7 м/c (6,12 км/час). Механизм образования кочек (волн на песке) в ходе исследования раскрыть не удалось, но авторы высказали предположение, что он сходен с механизмом образования дюн и барханов в пустынях