Những hiện tượng vật lý thường ngày mà có khi bạn chưa biết đến
Vì sao cái kim dễ xuyên vào vật thể khác?
Đó là do áp suất tác dụng vào vật thể khác nhau.
Khi chúng ta dùng kim hoặc một cái đinh đầu tù xuyên vào một tấm vải hoặc một lớp giấy dày, dù dùng sức như nhau nhưng áp suất mà chúng phải chịu lại không giống nhau. Khi dùng kim xuyên, lực mà chúng ta dùng đều tập trung vào mũi kim, còn khi dùng đinh đầu tù xuyên vào, lực của nó phân tán trên diện tích của đầu tù lớn hơn nhiều so với mũi kim. Vì thế vật thể chịu áp suất của mũi kim rõ ràng là lớn hơn nhiều so với áp suất của đầu tù cái đinh. Vì thế kim có thể xuyên rất dễ dàng vào vật thể khác.
Lỡi dao sắc sẽ cắt vật dễ dạng hơn lỡi dao cùn, cũng là do áp lực tập trung vào diện tích tương đối nhỏ.
Thế nhưng áp suất quá lớn thường gây ra phiền phức.
Ví như khi bạn đi trên lớp tuyết xốp, thường là do lớp tuyết chịu không nổi trọng lượng của thân người nên hai chân bị sụt xuống.
Tuy vậy chúng ta cũng có cách đối phó, chỉ cần đi trên bàn trợt tuyết là bạn có thể trợt trên tuyết như bay mà lại không bị sụt xuống.
Đó là vì sao?
Đó là vì diện tích bàn trợt tuyết lớn hơn chân bạn rất nhiều - hầu như lớn hơn chân 20 lần, nó làm cho lực mà thân thể bạn ép lên trên tuyết bị phân tán. Điều này cũng giống nh đinh đầu tù không dễ dàng xuyên vào vật thể.
Vì sao đi xe đạp trên đường lầy rất tốn sức?
Khi đi bộ trên tuyết dày hoặc bùn lầy chẳng phải bạn cảm thấy rất khó cất bước à? Đó là vì khi chân dẫm xuống đất trọng lượng toàn thân sẽ ép lên một diện tích lớn bằng gan bàn chân. Khi độ lớn của áp lực vượt quá giới hạn đàn hồi để khôi phục hình dáng vốn có của lớp tuyết hoặc lớp bùn thì chân sẽ sụt xuống lớp tuyết hoặc lớp bùn mềm mại ấy, như vậy khi bạn cất bước lần thứ hai không thể không đưa chân lên cao hơn lúc đi đường bằng phẳng vì thế sẽ cảm thấy tốn sức. Tình hình xe đạp đi trên đường lầy cũng như vậy, do độ lớn của áp lực xe đối với bùn vợt quá giới hạn đàn hồi của đất bùn, nên đất bị ép thành một rãnh sâu. Như vậy khi xe muốn tiến lên trước hết phải dùng sức để hai bánh xe đạp vợt lên khỏi rãnh, bánh xe bị chìm xuống càng sâu, lực ma sát càng lớn, lực cần thiết để vợt lên khỏi rãnh cũng càng lớn. Mặt khác muốn xe tiến lên phía trước thì đất bùn phải đẩy bánh xe sau bằng một lực tương đối lớn. Những lực này bằng lực tác dụng của bánh xe lên đất bùn, điều đó lại đòi hỏi ngời đi xe phải đạp một lực tương đối lớn lên bàn đạp, vì thế đạp xe đạp trên đất bùn tốn sức rất nhiều so với đi trên đường bằng phẳng.
Có thể phóng đại được thời gian chăng?
Trong cuộc chạy đua cự ly ngắn 100 mét thường xảy ra sự việc sau: hai vận động viên hầu như cùng đến đích một lúc, đồng hồ đo giây cùng chỉ một thời gian như nhau, ngay những trọng tài đứng ở đích có nhiều kinh nghiệm cũng không thể đoán định ngay được ai là người về nhất bởi vì ngời về trước chỉ hơn có một cái vai, đến đích trước chỉ có mấy phần trăm giây.
Trong công tác nghiên cứu khoa học có lúc cũng gặp rất nhiều quá trình chuyển động tốc độ cao, trong nháy mắt đã thay đổi rất nhiều, dựa vào mắt người thì không có cách nào quan sát tỉ mỉ được.
Có biện pháp nào phóng đại được thời gian nháy mắt ngắn ngủi đó không?
Nếu đã xem một bộ phim tài liệu về thể dục dụng cụ thì bạn không thể quên đợc "động tác quay chậm" khiến người ta say mê. Những động tác biểu diễn mạnh đẹp thoải mái của các kiện tớng thể thao trong chốc lát biến thành nhẹ nhàng chậm rãi làm sao. Chúng ta có thể nhìn thấy một cách rõ ràng họ đã nhảy lên lộn ngời trên không, quay ngời nh thế nào, rồi đã nhẹ nhàng thăng bằng rơi xuống đất ra sao. Mỗi một động tác nhỏ đều được hoàn thành chắc chắn và chuẩn xác biết bao.
Những máy ảnh bình thường mỗi giây chụp đợc 24 kiểu, khi chiếu phim cũng dùng tốc độ như thế chúng ta sẽ nhìn thấy động tác trên phim tự nhiên như thường. Nếu như mỗi giây máy ảnh chụp được 240 kiểu và khi chiếu phim vẫn dùng tốc độ mỗi giây 24 kiểu thì tất cả các động tác đều trở nên chậm rãi thời gian đã bị phóng đại lên 10 lần.
Nếu nâng cao tốc độ chụp của máy ảnh thì số lần phóng đại thời gian còn có thể lớn hơn nữa. Một máy ảnh tốc độ cao một giây có thể chụp 200000 kiểu, số phim nhựa mà nó chụp được trong một giây nếu được chiếu bằng máy chiếu phim thông thờng thì đủ để chiếu trong 2 giờ 15 phút, bằng với việc phóng đại thời gian ra 8200 lần. Trong thực nghiệm khoa học loại máy ảnh tốc độ cao này đợc dùng để quan sát và phân tích một cách tờng tận tốc độ, tính ổn định của hớng bay, sự phân đường của đạn có nhiều đầu, quá trình rơi cũng như phạm vi nổ của tên lửa và đầu đạn sau khi phóng đi, để nghiên cứu nâng cao tính năng bay, tỷ lệ trúng đích và khả năng sát thơng của đầu đạn. Ngoài kỹ thuật quân sự và khoa học vũ trụ ra, hiện nay máy ảnh tốc độ cao còn được dùng trong công tác nghiên cứu khoa học trong các ngành vật lý năng lượng cao, hoá học, sinh vật, y tế và công nông nghiệp ...
Trên các sân vận động hiện đại trong các cuộc thi điền kinh chúng ta đã có thể nhìn thấy máy ảnh tốc độ cao lặng lẽ làm việc ở đích của đường chạy.
Đến nay người ta đã làm được những máy ảnh có tốc độ siêu cao, mỗi giây có thể chụp 100 kiểu - phóng đại thời gian 4 triệu lần. Đáng tiếc là chúng vẫn chưa thoả mãn được yêu cầu của các nhà vật lý năng lượng cao, chưa có cách gì dùng chúng ghi lại quá trình chuyển động của các hạt năng lượng cao sau khi đã đi qua máy gia tốc.
Trọng lượng của một vật có thể thay đổi không?
Nếu như có người nói với bạn rằng trong lượng của một vật thể là không cố định, có thể thay đổi tuỳ theo địa điểm thì bạn có tin không?
Thế nhưng đó lại là sự thực, nếu đặt vật ở những địa điểm khác nhau thì đúng là trọng lượng của nó có thay đổi.
Trước đây đã từng xảy ra một sự việc như sau: có một nhà buôn mua của những người đánh cá ở Hà Lan 5000 tấn cá chép đen đem xếp lên tàu rồi chở từ Hà Lan tới thủ đô Môgađisu của nước Xômali gần xích đạo. Đến đó dùng cân lò xo cân lại thấy thiếu mất 30 tấn cá. Lạ thật, cá chạy đi đâu? Không có khả năng mất trộm vì trên đường đi tàu không đỗ ở đâu cả. Hư hao trong khi bốc xếp cũng không thể lớn đến như vậy. Mọi người bàn luận xôn xao nhưng chẳng ai giải thích được điều bí mật đó.
Mãi đến sau này người ta mới hiểu rõ được vấn đề. Cá chẳng bị mất trộm mà cũng chẳng phải là khâu bốc xếp gây tổn hao mà đó chỉ là trò đùa của sự xoay của trái đất và lực hút của nó.
Ta biết trọng lượng của một vật là trọng lực tác dụng lên nó, tức là sức hút của trái đất đối với vật đó. Nhưng trái đất tự quay không ngừng sản sinh ra một loại lực ly tâm do quay. Vì thế trọng lực tác dụng lên vật bằng hợp lực của lực hút của trái đất và lực ly tâm đó. Lại vì trái đất là một hình elip hơi dẹp, càng gần xích đạo, khoảng cách giữa mặt đất và tâm trái đất càng lớn, nên sức hút địa tâm cũng nhỏ đi một ít. Vì thế trọng lực thực tế của vật thể phải là lực hút địa tâm trừ đi lực ly tâm do quay theo phương thẳng đứng. 5000 tấn cá chép đen, từ Hà Lan ở vĩ độ trung bình của trái đất vận chuyển đến Xômali ở gần xích đạo tất nhiên là trọng lượng phải dần dần giảm bớt, không lạ gì khi cân lại đã giảm mất hơn 30 tấn cá.
Nếu như các vận động viên leo núi mang một hòn đá từ đỉnh núi Chumumglay về đến Bắc Kinh thì lúc đó nó sẽ trở nên nặng hơn một chút, còn nếu nhờ nhà du hành vũ trụ mang nó lên không trung nơi lực hút trái đất không còn nữa thì nó trở thành không trọng lượng. ở đây nguyên tắc đều giống nhau. Thế nhưng bất kể trọng lượng của vật thay đổi như thế nào thì khối lượng của chúng vẫn không thay đổi. Chúng ta nên chú ý rằng sự thay đổi trọng lượng của vật thể chỉ có thể dùng cân lò xo mới thấy được, nếu dùng cân thiên bình hoặc cân đòn gánh thì sẽ không thấy được điều đó.
Vì Sao Nóc Nhà Hình Mai Rùa Lại Rất Vững Chắc?
Con rùa có khả năng chịu trọng lực rất lớn, bạn bắt một con rồi đè một vật nặng lên mai của nó, hoặc là đứng thẳng người lên trên đó, mai rùa sẽ không bị vỡ.
Mai rùa chịu được áp lực của vật nặng không phải vì vật chất tạo nên mai rùa có khả năng chống áp lực cao mà nguyên nhân căn bản là ở hình dáng của mai rùa.
Vốn là, ngoài sức bền của vật liệu cấu tạo nên vật ra, thì quyết định độ bền của vật đó còn có một nhân tố quan trọng nữa là “hình dạng” của nó. Dạng hình học nào là tốt nhất? Đối với việc chịu áp lực từ bên ngoài mà nói thì mặt cong lồi là hình dạng tốt nhất. Mai rùa, vỏ trứng, vỏ trai, vỏ ốc và một số vỏ ngoài của một số hạt thực vật đều có hình dạng giống như vậy.
Vì sao mặt cong lồi lại có tính ưu việt như vậy? Đó là vì mặt cong lồi có thể chuyển lực bên ngoài theo mặt cong mà phân tán đều ra khắp nơi, ở một mức độ rất lớn tránh được sự tập trung “ứng lực”, nó làm được việc đó đến mức trên mặt hầu như không có chỗ nào là đặc biệt mỏng yếu.
Hình dạng nóc nhà vỏ mỏng rất nhiều, có cái giống mai rùa, có cái giống vỏ trứng, cũng có cái giống nửa quả bóng da, nửa ống tre… Thực tiễn đã chứng minh rằng nóc nhà hình vỏ mỏng có thể chịu được áp lực rất lớn, có thể xây nó rất rộng, rất mỏng. Nóc nhà làm mỏng một chút không những giảm bớt được trọng lượng của kết cấu nóc nhà mà còn tiết kiệm được rất nhiều vật liệu xây dựng, vì thế ý nghĩa của nó lớn biết bao nhiêu.
Ngành kỹ thuật mới, kết cấu vỏ mỏng đã được ứng dụng rộng rãi trên các công trình, như nhà thi đấu quần vợt Bắc Kinh, phòng lớn của ga tàu hỏa Bắc Kinh, phòng nhốt voi của vườn thú Thượng Hải… đều có nóc là hình vỏ mỏng.
Qua bài viết của bạn thì mình có thể biết được vì sao những vật có diện tích nhỏ lại tác dụng một lực lớn hơn so với những vật có diện tích lớn. Cũng giống như một vòi xịt nước, nếu chúng ta nén lại một chút thì sức phóng của nước vô cùng mạnh và ngược lại.
Quote from Trương Quỳnh Khánh Thi on 31/10/2021, 00:20Trọng lượng của một vật có thể thay đổi không?
Nếu như có người nói với bạn rằng trong lượng của một vật thể là không cố định, có thể thay đổi tuỳ theo địa điểm thì bạn có tin không?
Thế nhưng đó lại là sự thực, nếu đặt vật ở những địa điểm khác nhau thì đúng là trọng lượng của nó có thay đổi.
Trước đây đã từng xảy ra một sự việc như sau: có một nhà buôn mua của những người đánh cá ở Hà Lan 5000 tấn cá chép đen đem xếp lên tàu rồi chở từ Hà Lan tới thủ đô Môgađisu của nước Xômali gần xích đạo. Đến đó dùng cân lò xo cân lại thấy thiếu mất 30 tấn cá. Lạ thật, cá chạy đi đâu? Không có khả năng mất trộm vì trên đường đi tàu không đỗ ở đâu cả. Hư hao trong khi bốc xếp cũng không thể lớn đến như vậy. Mọi người bàn luận xôn xao nhưng chẳng ai giải thích được điều bí mật đó.
Mãi đến sau này người ta mới hiểu rõ được vấn đề. Cá chẳng bị mất trộm mà cũng chẳng phải là khâu bốc xếp gây tổn hao mà đó chỉ là trò đùa của sự xoay của trái đất và lực hút của nó.
Ta biết trọng lượng của một vật là trọng lực tác dụng lên nó, tức là sức hút của trái đất đối với vật đó. Nhưng trái đất tự quay không ngừng sản sinh ra một loại lực ly tâm do quay. Vì thế trọng lực tác dụng lên vật bằng hợp lực của lực hút của trái đất và lực ly tâm đó. Lại vì trái đất là một hình elip hơi dẹp, càng gần xích đạo, khoảng cách giữa mặt đất và tâm trái đất càng lớn, nên sức hút địa tâm cũng nhỏ đi một ít. Vì thế trọng lực thực tế của vật thể phải là lực hút địa tâm trừ đi lực ly tâm do quay theo phương thẳng đứng. 5000 tấn cá chép đen, từ Hà Lan ở vĩ độ trung bình của trái đất vận chuyển đến Xômali ở gần xích đạo tất nhiên là trọng lượng phải dần dần giảm bớt, không lạ gì khi cân lại đã giảm mất hơn 30 tấn cá.
Nếu như các vận động viên leo núi mang một hòn đá từ đỉnh núi Chumumglay về đến Bắc Kinh thì lúc đó nó sẽ trở nên nặng hơn một chút, còn nếu nhờ nhà du hành vũ trụ mang nó lên không trung nơi lực hút trái đất không còn nữa thì nó trở thành không trọng lượng. ở đây nguyên tắc đều giống nhau. Thế nhưng bất kể trọng lượng của vật thay đổi như thế nào thì khối lượng của chúng vẫn không thay đổi. Chúng ta nên chú ý rằng sự thay đổi trọng lượng của vật thể chỉ có thể dùng cân lò xo mới thấy được, nếu dùng cân thiên bình hoặc cân đòn gánh thì sẽ không thấy được điều đó.
cảm ơn bạn đã cập nhật kiến thức mới cho mình