//
Physik im Alltag und Naturphänomene

Rippelpisten im urbanen Raum

In diesen Tagen wurden die Straßen in unserer Gegend „ausgebessert“, indem sie eingeteert und anschließend reichlich mit Split bestreut wurden. Man überlässt jetzt den AutofahrerInnen die Arbeit, unfreiwillig diese Teilchen in den geteerten Untergrund einzuwalzen. Wenn dann zwei oder drei Wochen vergangen sind, wird der nicht befestigte Rest des Splits mit einer Fegemaschine wieder „eingesammelt“. Was die AutofahrerInnen von dieser Aktion vor allem mitbekommen, sind die an die Innenwände der Kotflügel prasselnden Teilchen, die von den rotierenden Rädern hochgeschleudert werden und dass sie in dieser Zeit wegen der eingeschränkten Bodenhaftung und der damit verbundenen Schleudergefahr nur mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h fahren dürfen.
Wer die Veränderung der Straße insbesondere am Rande in Augenschein nimmt, wo die meisten Splitteilchen durch die rotierende Einwirkung der Räder landen, kann ein Alltagsphänomen der besonderen Art beobachten. Die lockeren Splitteilchen haben sich wie eine Granulatwelle mit fester Wellenlänge angeordnet: Granulathügel und Granulattäler (mit nur wenigen Teilchen) wechseln einander in verblüffender Regelmäßigkeit ab. Fährt man bei Gegenverkehr darüber, wird man dementsprechend rhythmisch durchgeschüttelt, sodass die Stoßdämpfer ganz schön zu tun haben, um eine Resonanzkatastrophe zu verhindern.
Hier fragt man sich unwillkürlich, wie die Teilchen dazu kommen, sich in ein solches Muster einzufinden? Ausgangspunkt des Effekts ist offenbar eine zufällige kleine Erhöhung im Granulat. Sie hebt die Räder der darüberfahrenden Fahrzeuge zunächst etwas an, so dass diese anschließend auf den Untergrund zurückfallen und dabei nach einigen Überfahrten eine Delle erzeugen. Deren Flanke wirkt dann wie eine kleine Rampe, auf der nachfolgende Räder nach oben beschleunigt werden, um abermals mit Wucht in der Granulatschicht zu landen – diesmal allerdings eine »Wellenlänge« weiter vorn. Wieder entsteht nach einigen Überfahrten eine Delle und so weiter. Die anfänglich kleine Vertiefung vervielfältigt sich also allmählich und überzieht schon bald den ganzen ausgebesserten Bereich. Eine kleine Ursache führt in diesem Fall zu einer großen Wirkung – und das geradezu zwangsläufig.
Die Wellenlänge des Granulatmusters beträgt etwa 30 cm. Ich habe mir die Mühe gemacht, an mehreren Stellen zu messen und habe mit geringer Streuung stets diesen Wert ermittelt.
Wer es etwas genauer wissen will, schaue sich einen früheren Beitrag an, in dem insbesondere die Waschbrettpisten beschrieben werden, die man zuweilen auf unbefestigten Wegen vorfindet.

Advertisements

Diskussionen

8 Gedanken zu “Rippelpisten im urbanen Raum

  1. Fein! Hängen die 30 cm irgendwie mit dem Raddurchmesser zusammen?

    Verfasst von kopfundgestalt | 22. Juni 2018, 11:30
    • Nein, erstaunlicherweise nicht. Ich zitiere mal aus meiner früheren Arbeit: „Mit diesem Modell konnten die Physiker unter anderem zeigen, dass die Waschbrettmuster weder von der mittleren Größe der Granulatteilchen noch vom Durchmesser des Rads abhängen. Nur dessen Eigengewicht macht sich bemerkbar: Je schwerer das Rad, desto stärker wächst die Amplitude des periodischen Wellenmusters und nimmt die Wellenlänge ab. Eine umfassende Theorie, die das Phänomen quantitativ beschreibt, lässt aber weiterhin auf sich warten“.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 22. Juni 2018, 12:45
      • Erstaunlich.
        Banale (oder basale) Gegebenheiten, die sich nicht so ohne weiteres erklären lassen.
        Sicher gibt es ein Buch über solche nicht vollständig erklärbare Alltagsphänomene.
        Könnte man sich ihnen nähern, wenn man das mit dem Granulat im Labor unter verschiedenen physikalischen Bedingungen untersucht?
        In der Biologie macht man ja ständig solche Versuche, lese ich gerade unter dem Stichwort „Mimikry“.

        Verfasst von kopfundgestalt | 22. Juni 2018, 13:45
  2. Wenn es in aktuellen Fachpublikationen zu diesem Phänomen nichts gibt, wird man erst recht nichts in einen wie auch immer gearteteten Buch zu Alltagsphänomenen finden. Da ich mich in den letzten Jahren ausgiebig mit Alltagsphänomenen befasse, glaube ich sagen zu können, dass es zwar viele Bücher zu Alltagsphänomenen, aber die variieren meist längst bekannte Themen, wobei nicht selten einer vom anderen abschreibt, was an einigen tradierten Fehlern zu erkennen ist. Wenn nicht besondere anwendungsbezogene Ergebnisse zu erwarten sind, ist die Forschungsmotivation im Bereich der Alltagsphysik wohl nicht besonders groß.

    Verfasst von Joachim Schlichting | 22. Juni 2018, 16:35
  3. Lieber Joachim, da sich die Rippel so nah am Fahrbahnrand befinden, stellt sich die Frage, ob dieser überhaupt befahren wird. Denn dies wäre ja die Voraussetzung für die Entstehung einer Waschbrettpiste. Kommt nicht viel eher die von den vorbeifahrenden Fahrzeugen hervorgerufene Ausweichströmung als Ursache in Frage, so dass es sich um von der Luftströmung geschaffene Rippel handelt?

    Verfasst von Wilfried | 23. Juni 2018, 10:21
    • Nein, lieber Wilfried, die Straße ist so eng, dass sich begegnende Fahrzeuge ständig auf den Randstreifen ausweichen müssen. Außerdem gibt es genügend Rippelmuster mitten auf der Straße; nur die waren mir nicht schön genug. Aber die Wellenlänge war dieselbe.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 23. Juni 2018, 11:42
  4. Sieht schick aus! Ich fahre öfters eine ähnlich kleine Straße, die nach neuer Teerdecke am Rand mit Erde aufgefüllt wurde; nach ein paar Wochen sah der Rand leider wieder genau so aus wie zuvor: mehr oder weniger tiefe Löcher-unregelmäßig verteilt. Kein Vergleich mit dem hübschen Muster😞aber auch eine Maßnahme zur Geschwindigkeitsreduzierung😉

    Verfasst von ele21 | 23. Juni 2018, 13:29

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden /  Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden /  Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden /  Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden /  Ändern )

w

Verbinde mit %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d Bloggern gefällt das: