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道路与车流

2020-11-09


一、展示目的

将生活中常见的道路难题转化为模型展示与互动,通过对模型的控制,让观众轻松理解交通阻塞的原因、探究解决交通堵塞的方法。

二、科学原理

交通堵塞,又称交通挤塞、交通拥挤、交通拥堵、塞车或堵车,是指一种车多拥挤且车速缓慢的现象,通常在假日或上下班尖峰时刻等时刻出现。此情形常出现于世界上各大都市区、连接两都市间的高速公路,及汽车使用率高的地区(如美国)。此外,人们经常把容易塞车的道路,称为交通瓶颈(或交通樽颈)。
展项运用的原理即减小物体的摩擦力、以及气体分子的运动等。
摩擦力:阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体
相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。
减小摩擦力的方法主要有:
①减小压力;②使物体与接触面光滑;③使物体与接触面分离;④变滑动为滚动等。
每个气体分子都在做永不停息的运动,大量气体分子频繁地发生碰撞使每个气体分子都
在做杂乱无章的运动;气体分子之间的距离很大,距离大约是分子直径的10倍,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,在空间自由移动。气体能充满它们所能达到的空间,没有一定的体积和形状。
“道路与车流”展项台面上,密集分布着小孔,小孔中都有气流均匀喷出,在平台台面
上形成一层空气膜,运动物体被气膜“托”着不与平台接触,因此它在沿平台面作二维运动时,几乎没有摩擦力。所以EVA材质的圆盘在气流的作用下,沿着特定轨道前进。
气浮平台广泛应用在物理实验、航天器姿态模型仿真控制实验和气浮导轨等很多领域。

三、功能描述(技术方案)

展项通过在气浮平台中放入泡沫圆盘,模拟城市道路与车流的关系。直观地为观众展示交通堵塞现象,并引发思考。
本展品主要包括道路和车辆模型,车辆模型采用风机催动;在风机作用下,道路成为可以驱动“车辆”行驶的路段,真实地模拟交通状况。
观众按下“启动”按钮,使道路进入畅通状态,将一个或多个泡沫圆盘(小车)放入同一个或多个不同道路。在窄路和宽路中,泡沫圆盘的大小会直接影响它们的顺畅通行,当道路中的泡沫圆盘数量过多或距离过近时,拥堵现象就容易发生,即为“交通堵塞”现象。

四、操作说明

按下“启动”按钮,从收集槽中将“小车“模型放入道路中,观察不同路况下“小车“的行驶状态