Một số hiện tượng vật lý trong cuộc sống hàng ngày Trong đời sống chúng ta gặp rất nhiều hiện tượng thú vị, tưởng chừng đơn giản nhưng không đơn gải chút nào!! Với giả thích bằng kiến thức vật lí ta có thể hiểu sâu và rõ hơn !! 1. Vì sao dùng đòn gánh đồ vật lại đỡ tốn sức? Khi vận chuyểnđồ vật đi xa dùng tay xách haymang vác đều khôngtiết kiệm sức bằngdùng đòn gánh. Nhất là khidùngđòn gánh nhún lên nhúnxuống, người gánh cảm thấy thoải mái, dễ chịu.Vì sao lạinhư vậy? Vốnlà đòn gánh có tính đàn hồi, sau khi haiđầuvật nặng, nó hơi cong xuốngdưới. Khi người gánh dichuyển về phía trước,thân ngườilúc nhô caolúc xuống thấp đòn gánh cũng có lúc nhanh lúc thẳng.Nếu quansát kĩ ta sẽ thấy bước đi củangười gánh vàchuyển độnglên xuốngcủa đòngánh đều có tiết tấu. Khi đòn gánhbiến thành cong thìvật nặng ở hai đầu chĩu xuống, đòn gánh ép lên vaingườigánh, khi đòn gánh trở lại thẳng vật nặngở haiđầu nhô lên áp lực của đòn lên vaingườihầu như biến thànhkhông.Nếu khi gánh người ta bước đi của mình saochokhi đòn gánh nhô lên phía trên thì người gánhcũng vừabướcvề phía trước, khi đòngánh ép xuốngdưới thì haibàn chân người gánh cũngđồngthời tiếp xúc vớiđất, vật năng không cảntrở bước đi màngười vẫn có thể đỡ đượcvật năng. Chính điều này làm cho người ta khi gánh đỡ tốn sức hơnnhiều. Nếu quansát kĩ hơn ta còn phát hiệnra rằng ngườigánh thườngdùng haitay kéo vật nặng vào phía trong, đâylà một cách để người gánh đỡ tốn sức. Nếu người gánh không dùnghai taykéo giữ thì toàn bộ trọng lực của hai vật gánh sẽ ép lên vai, diện tích tiếp xúcgiữa đòn gánh vàvai sẽ rất nhỏ phần vai chịu độ nén rất lớn trong một thời gian dài sẽ cảmthấy mệtmỏi.Nếu người gánh dùnghai tay kéo giữ vật nặng vào phía trong, cánh taysẽ chịu mộtphần trọnglực của vật gánh. Dođó giảm bớt áp lựclên vai, người gánh cảmthầy dễ chịu hơn. 2. Khi đẩy tạ, góc tối ưu có phải là 45 độ không? Thường nghengười ta nói muốnđẩy tạ đi được xa,góc khiquả tạ rời khỏi tay nên tạo với mặt phẳng bằng là 45độ thế nhưng vậnđộng viên có kinh nghiệm lại phát hiện gócđẩy tốtnhất phải nhỏ hơn 45 độ một chút vì sao vậy? Sự thực có nhiều yếu tố ảnhhưởng đến cự li xagần khi đẩy tạ, ngoài việcgóc đẩy tạ khirời khỏitay lớn haynhỏ còn liên quan tới tốc độ quả tạ khi rời tay, lực cản của không khí vàchiều caocủangười đẩy tạ. Nói một cáchchính xác phải xemxét kĩ các nhân tố mới cóthể tìm ra góc đẩy tối ưu. Nói như vậy nghĩa là mỗingười có một góc đẩy tạ khác nhau.Qua thử nghiệm đã chứng minhđượcrằng thể tích quả tạ không lớn, trọng lựclại khôngnhỏ nên có thể bỏ qua lực cảncủa không khí.Như vậy mỗi vận động viên có thể căn cứ vào tốc độ quả tạ khi rời khỏi tay vàđộ cao khi rờikhỏi tay để tìm được gócđẩy tạ tối ưu. Nếu độ cao khi quả tạ rời khỏitay bằng0 nghĩa là quả tạ được đẩy đi từ mặt đất vào mộtthời gian nhất định củatốc độ ban đầu nếu muốn quả tạ đẩy đi với cự li xa nhất thì góc đẩytối ưu là45 độ loại tình huốngnày thườngkhông xảy ranhưng nó có mộttình huống giới hạn. Nói chung chiều caocủa vận độngviên đều khá lớn nên phầnlớn độ cao khi quả tạ rời tay đều từ 1,8-2m, sau khitínhtới độ cao với cùng một tốc độ khirời tay thì góc đẩytốt nhấtở trong khoảng 40 độ-43 độ. 3. Vì sao diều có thể bay trên trời? Vào ngày thời tiết thuận tiện ta có thể thả diều. Vì sao diều có thể bay lên được bạn đã chú ý đến điều này chưa? Nói chung con diều phải đón giómớicó thể bay lên đượcvà mặt diều phải nghiêng xuống dưới haiđiểm nàylà thenchốt để diều bay lên. Vào lúc diều đưa mặt rađón gió, không khí thổi vào mặt diều do bị cản trở nên trongmột thời gian ngắn tốc độ đã giảm xuống rất nhiều. Vào lúctốc độ gió bị giảm đột ngộtáplực sẽ tăng lên đột ngột. Bởi vì mặt diềunghiêng xuống dưới nên áplực gió vuông góc vớimặt nghiêng đó. Lựcnày lớn hơn trọng lựccủa cái diều rất nhiều nên đã đẩy cái diều bay lên. Vào lúc gió quánhỏ để tăng tốcđộ đón gió người ta thường vừachạy vừa thả diều nhằm tăng thêm áp lực của gió đối vớidiều. Cái diều khibaylên trời có lúclắc qua lắc lại và có lúc như lộn đầu xuốngdưới đất. Làm thế nào để con diều bay đượcổn định. Có thể đính vàocuối diềumột số tua hay dải dây. Nhìn từ góc độ vật lí thì làm như vậy để điều chình trọngtâm của diều hướngxuống dưới vànhư vậy khi cái diều nghiêng quá thì trọnglực sẽ làm nó khôi phục lại vị trí vốn có. Ngoài ảnhhưởng của trọngtâm đối với sự cân bằng của con diều thìhình dáng và tỉ lệ cácbộ phận của nó cũng như hướng gió đều là những nhântố không thể xemthường. 4. Vì sao đi xe đạp lại đỡ tốn sức hơn đi bộ? Những người biết đi xe đạp đều có kinh nghiệmnhư sau: trên mặtđườngthẳng cùng thời giannhư nhauđi mộtđoạn đường dài thì đi xe đạpđỡ tốn sức hơn đi bộ nhiều. Vì sao vậy? Cái gọi là đỡ tốn sức chỉ lànăng lượng tiêu hao của thân người giảm nhỏ. Theo tính toánmột xe đạp tốt vậnhành với tốc độ trên mặt đường phẳng bằng thì phải dùng 1N để khắc phụcma sát giữa xevà trục. Để duy trì sự chuyển động không ngừng của bánh xe cần bỏ thêm 2N để khắc phục ma sát với mặt đất. Đi xe ngược hướng gió cũng gặplực cản, nếu tốc độ xe là 24km/h thì sức cản ngược hướnggió là 9N căn cứ vào đó thì cứ 1kmta phải tiêu haomột năng lương là 12000J. Nếu đibộ nănglương tiêu hao còn lớn hơntheo phương pháp tươngtự tính ra đươngkhi đi bộ trọng tâm củathan ngườikhông ngừng nhô lên tụtxuống,cứ đi một bướctươngđươngvới người nhảycao lên với phương thẳng đứng một lần. Độ cao đó vào khoảng 15cm. Đối với người có trọng lực700N thì ứng với mỗi bước lớn nhất 100Jnăng lượngđể nhấc mình lên. Khi bàn chân chạm vào mặt đất thì năng lượngđó một phần mất đi quaviệc tạo thành âm thanhvà phát nhiệt khima sát với mặt đất. Nói chungcứ 1kmcon ngườimất 900 bước, năng lượng tiêu hao lên đến90000J chỉ riêng điều này đã khiến năng lượngđi bộ gấp 8 lần so với việc đi xe đạp. Thế nhưng vẫn còn có sức cảncủa gió,khoản nănglượngtiêuhao không đáng kể. Hai khoản tiêu hao này cũngchưa phải là đáng kể mà còn một khoản tiêu hao tiềm ẩn lại rất lớn.Xét về mặt vật lí thì con người cũngnhư là một bộ máy.Khi con người đi lạithì các bộ phận củacỗ máyđó cũng hoạt độngtương ứngvới nhau. Ví dụ như các khớp xương sẽ vận động không ngừng co vàoduỗi ra, tim phổivà các bộ phận khác cũng giatăng hoạt động.Điều nàykhiến choma sát bên trong tăng mạnh.Ngoàira lượng bài tiết mồ hôi tăng thêmvà nhiệt lượngbức xạ của thân người tăng. Sự tiêu hao nàykhông hể tính được.Nhưng ướcchừng vào khoảng 260000J làlượng năng lượngcon người mất đi khicon người điđược 1km. Lượng năng lượngnày gấp 20lần sovới đi xe đạp. Điều này cho thấy rằng năng lượngdo ma sátlà nguyên nhânchủ yếu cho thấy việc đi bộ tốn sứchơn đi xe đạp. 5. Vì sao vòng xoáy của nước nói chung là xoay theo một hướng? Đây làhiện tượng rất kì lạ, khixả nướcvào bồn tắm bạn sẽ thấy ở vùng gần nơi nước chảy xuống,vòng xoáy của nướcnói chunglà xoayngược chiều kimđồng hồ. Nếu bạn dùngtay làm nước xoáy theochiều kim đồng hồ một lúc, nó sẽ xoay chậm dần một lúc saulại xoayngược chiềukim đồng hồ. Chẳnglẽ nước lại có tínhnết kìquặc như vậy? Không phải đâu, nói racó thể bạn khôngtin nhưngđó là do tráiđất tự quay giở trò đấy. Ngaytừ hơn 150 năm trước một nhà vậtlí học người Pháp tên là Coriolis đã chú ý đến hiện tượng này. Thuở ấy ông đang dạy học ở Học viện công nghệ Pháp, mộtdịp ngẫu nhiên đã khiến ông bắt đầu nghiên cứu sự chuyển độngcủa vật thể trên bề mặt vật quay.Trái đất là một vật quaylớn, cứ 24 giờ nó lại quaymột vòng. Tại một điểm trên xích đạo,một ngày đã chuyển động40.000 km, tốc độ hướngvề đông vào khoảng 0,46m/s, nhưng ở Bắc Kinh một ngày chỉ cần chuyển động30.000 km,tốc độ hướng đông vào khoảng 0,35 m/s.Như vậy, nhữngvật thể ở Bắc bán cầuTrái Đấtnếu vị trí càng gần phía nam thì theosự quaycủa Trái Đất, tốc độ sẽ càng lớn. Nếu có một dòng nước từ Nam chảy về Bắc, nó sẽ vì quántính mà duytrì tốc độ hướng đôngtươngđối nhanhmà lệchvề phíađông, còn nếu từ Bắc chảyvề Namthì tốc độ hướng đông vốn có tươngđối nhỏ, nósẽ lệch về phía Tây, giốngnhư aiđó đang đẩy chúng.Khi nước từ bốnphía chảy tới thì nước từ nam chảytới bắc sẽ lệchvề phía đông,nước chảytừ phía bắc chảy về phía namsẽ lệch về hướng tây vàchảy theochiều ngược chiềukim đồng hồ. Nhưngtình hình ở trên, ở nam bán cầu sẽ ngược lại hoàn toàn. Coriolisđã chú ý đến hiện tượngđó trước tiên và đã tiếnhành nghiên cứu một cách hệ thốngtừ líluận tới thựcnghiệm, người đờisau gọi loại lựclàm hìnhthành vòng xoáy làlực Coriolis. Trongbồn tắm,chậu rửa tay vòngxoáy không dễ dàng làm người ta chú ý, bạn đừng vì thế mà cho rằnglực Coriolis ảnhhưởngđối với đời sống con người không lớn. Ở bắc bán cầu bờ song bên phải của sông ngòi bị bào mòn tươngđối lớn, đó là vì lực Coriolis đẩy nướcsông chảy theohướngngang. Cũng như vậy, khixe lửa từ hướngnam chạy tới hướng bắc nói chung cũng vađập tương đối mạnh vào mặt phải đường sắt. Khi nghiên cứu bắn pháo và phóng vệ tinh cũngphải xemxét tới ảnh hưởngcủa lực Coriolis. LựcCoriolis cũng ảnh hưởngđến sự chuyển độngcủa khôngkhí trêntrái đất, chính là donó mớisinh radòng không khíxoáy với năng lượng rất lớn,trong đó gió xoáylà một loại. Gióxoáy là mộtđại lực sĩ, nó có thể làm đổ nhà đổ cây và còn có thể cuốn những vật ở trênbề mặt trái đất lên không trung, mỗi năm gây tổn thất tới hàngtỷ, hàng chụctỉ đô la Mỹ. Năm 1978gió xoáy tập kíchvào Tolagotốc độ gió đạttới 52 m/s, tốc độ ở trungtâm vòng không khí xoáy bằng và xấp xỉ vận tốc âmthanh.Một trongnhững tác dụng phá hoại của gió xoáy là lực hútcủa nó, mà nguồn gốccủa lựchút này là do sự chuyển độngxoáy với tốcđộ cao của nó, mà hung thủ tạo thành loại chuyểnđộng xoáy này làlực Coriolis.Có thể thấy, nếunhư lực Coriolis lúcbình thường không được người ta chú ý, một khi nổi giậnlại nguyhại rấtlớn. 6. Vì sao người có thể nói được? Bạn đã thổi kènrồi chứ? Kèn làmsao phát ra được âm thanh? Khi bạn thổi kèn thì dòngkhông khí được thổi vào từ khoangmiệng, rồi đi qualàm rungđộngtrên miệng kèn, làm cho “lamrung” rung mà phát raâm thanh. Vì vậy nguồn âm để kèn phátra âm thanhlà lamrung. Âm thanh mà lamrung phát ra rất nhỏ và cũng rất đơn điệu. Để cho âm thanhto lên,phải lắp thêm một khoangcộng hưởng, đó chính là ống kèn. Nhờ có sự giúp đỡ của ống kèn,âmthanh của kèn khôngnhữngto lên mà còn phongphú thêm ranhiều. Ngườinói cũngrất giốngkèn phát ra âm thanh. Nguồnâm để người nói làmột đôi thanh đới, nógiống như hai cái quạt đặt ở họng.Khi người ta nói, khí từ phổi đi ra qua mối nốihẹp trunggian của thanh đới,thanh đới sẽ theo dòngkhí mà rung độngđể phát ra âm thanh.Khi bạn nói to,nếu bạn dùngtay sờ vào cổ họngbạn sẽ cảm thấy sự rungđộng củathanhđới. Âm thanh do thanh đới phát ra tuyrõ ràng nhưngvô cùng yếu ớt và cũng rấtđơn điệu nên cần phải có sự giúp đỡ của khoangcộng hưởng mới có thể làm cho tiếng nói trở nên to và phongphú. Xungquanh thanhđới, ở phầnđầu và ngực người có nhiều khoảngrỗng lớn nhỏ như khoang yếthầu, khoangcổ họng, khoang miệng,xoangmũi, xoangđầu, khoang ngực,v.v… Khi dòngkhí kích thích thanhđới rungđộng thì những khoang rỗng này cũngđồng thời rungđộngvớiđộ khácnhau, chúnggiống như ống kèn, khôngnhững phóng toâm thanh lên mà còn làm âm thanh vừacó âm sắc riêng vừa phong phú nhiều vẻ. Nếu chỉ phát ra âm thì chưa thể hìnhthànhlời nói. Muốn nói được phải phát ra được từngchữ một đó là cách “phát trọng âm” thườngnói. Khi phát trọngâm thì môitrên, môi dưới, răng người ta khôngngừng đóng,mở hoặc vừa đóngvừa mở, lưỡi cũngkhông ngừng hoạt động co duỗi hoặc lên xuống.Sự hiệp đồng động tác của chúnglàm cho lờinói phát ra mộtcách thuận tiện. Những khí quảnnày được gọi thống nhấtlà cơ quan tạo thànhtiếng nói. Trênthế giới có tới vài tỉ người, tiếng nói của mỗi người đều không ai giống ai. Âm thanh của lời nói cũngnhư vân tay làtiêu chí đặc thù củamỗi người, vì thế lời nói thường là mộttrong những chứng cứ quan trọngcủa tội phạm. Khi phân biệt tiếng nói, trước hết phải phân tích tần số daođộngcủa âm thanh xemxét sự tạo thành của nó, sau đó biến tần số daođộng cơ bản củaâm thanh thành con số, nhữngcon số này không chỉ là tiêu chí đặc trưng lời nói của mỗi người mà còn có thể dựa vào tần số daođộng do con số cung cấp để lại hợp thanhthànhlời nói. Đó chính là sự phân tíchngữ âm và kĩ thuật hợpthànhngữ âm hiện đại. Hiện nay đã chế tạo được máy biết nóivới tên gọi là “máyhợp thànhngữ âm thanh”.Máy không nhữngnói được mà còn biết nghe, biết viết, biết đọc.Lắp vào trướccửa hoặc vào đồ dùng bằngđiện, nó sẽ nhắc bạn đừngquên đóng cửa hoặc tắt đèn. Khi có kẻ trộm vào nhà, nếu trongnhàkhông có người,nó sẽ báo động và kêu cứu. 7. Có thể đồng thời nhìn thấy ba mặt trời hay không? Năm 1550,quân đội của Carl V (Charles Quint), tiến côngthành Madrid, bao vây thành này đến mức con chim baykhông lọt. Đến tháng4 năm thứ hai, đúng lúc trămhọ đang lâm cảnh đóirét,trên trời xuất hiện cùng một lúc ba mặttrời, ba mặt trời trong cùngngày xếp thành một hàng, hai “mặt trời”ở haibên còn mangtheo “một thánh giá thập tự” phátsáng. Hiện tượngthiên vănthần kì đó làm xônxao cả thành,trăm họ chạy đichạy lạibảo nhau đều nói là “thượng đế sẽ đến cứuthành này”; kẻ xâmlược thì vô cùnghoảng sợ, cho là “sự báo trước của ýtrời”, hoàng đế Carl V hốthoảngra lệnh rútquân, và như vậy là, ba “mặt trời” đã đuổi đượcquân xâm lược. Hiện tượng thiên vănhiếm có nàycũngđã xuất hiện ở Trung Quốc.Tháng7 năm 1964, ở Nội Môngđã xuất hiệnba “mặt trời” các cụ giả ở địa phương chobiết tổ tiên của họ cũng đã nhìn thấy hiện tượng trên. Mấy năm gần đây, ở một số vùng của TrungQuốc lại liên tiếp xảy ra hiệntượng trên.Ngày 19 tháng 2 năm 1986,dân chúng thành TâyAn ngạcnhiên thấy trên khôngxuất hiệnnăm “mặt trời”. Theo ghi chép thì tháng1 năm 1934ở Tây An trong haingày liền đã xuất hiện tới bảy“mặt trời”. Hiện tượng thiên vănnày tuy rất làhiếm nhưngkhông thần bí,chúng đềulà những hiện tượngquang học bình thường. Đó là vì ở xungquanhmặttrời có lúcđã xuất hiện một vòng,hai vòng vàthậmchí rấtnhiều vòng ánh sáng,thông thườnglà dự báo sắp nổi gió lên hoặc thời tiết thay đổi.Loại vòngsáng đó gọi làquầng mắt trời. Có khi ở xung quanh mặt trăng cũng cóquầng.Quầng mặt trời, quầng mặt trăng đơn giản thường thấy,nhưng quầng mặt trời, quầng mặt trăng phức tạp thì hiếm thấy.Khi xuất hiện nhiều quầng, mà chúngđan xenlẫnnhau, thìchỗ đanxen hình thành một điểm vô cùng sáng,nhìn rất giống mặttrời, đó là mặttrời giả.Vì mặt trời giả là quầng đan xencủa các quầng vì vậy nhìn thấy giống như mặttrời mang theo giáchữ thập. Bất kể quầngđơn giản hayphức tạp, nguyên lí hình thành của chúng đềugiống nhau khitrên cao lạnhtrên mặt đất,hơi nước thườngliên kết thànhnhiềuhạt băngnhỏ, chúng trôi nỗi và phân tán trên không. Hình dạng mỗi hạt băng rất theo quy tắc,có hạtlà miếng mỏng hình sáucạnh, có hạt hình trụ thẳng sáucạnh. Sau khi ánhsáng mặt trời haymặttrăng chiếu vàocác hạtbăng nhỏ này, tia sáng lệch đi. Giống như ánh sáng trăng sau khiđi vào lăngkính ba cạnh thì góc khúc xạ của tia đỏ nhỏ, góc khúc xạ của tia tím lớn, phươnghướng của tia đỏ và tia tím đi vào mắtbạn khác nhau,khiến bạn nhìn thấy màu sắc khác nhau. Khi trên trời cónhiều hạt băng nhỏ và chúngđược sắpxếp chỉnh tề, thì lúc các tia sángmàu vớigóc độ khác nhau đi vào mắtbạn, sẽ làm cho bạn nhìn thấy một vòng màu lớn ngoài tím trong đỏ nó xoay quanhmặt trờiở trung tâm hìnhthànhquầngphổ thong. Vì saocó hiện tượngquầng, tán li kì cổ quái vậy? Ta biếtgặp lạnhngưng kết thành những giọt nước nhỏ,còn có khả năng ngưng kết thành vài loại tinh thể khác, như hình chóp hai đầu nhọn, hoặc hìnhchóp có mộtđầu nhọn.Những tia khúc xạ từ những lăng kính nàyrất phức tạp.Có khimột tia tới cóthể phân thànhmấy tia phản chiếu không cùng phương hướng,khi những tia phản chiếu này đi tới mắt bạn sẽ làm chobạn nhìnthấy nhiều quầng tán;khi những quầngtán nàyđan xen với nhausẽ tạo thành những hiện tượngthiên văn phứctạp. Dùng một phương phápđơn giản có thể giúpbạn nhìnthấy quầng tán.Ban đêm trướchết hãy tắt hết đèn trong phòng, hà hơikhẽ vào kính,hơi nước saukhi gặp lạnh trên kính sẽ ngưng đọng lại thành một lớp giọt nước nhỏ,đều, từ trời tối đen đó nhìnqua lớp sươngmù ấy ra mộtngọn đènsáng ở nơi xa ở bên ngoài cửa sổ, bạn sẽ thấy xung quanhchiếc đèn giống như một màu đó là quầng tán, nguyên lí hình thành nòi giống như quầng, tán trên trời, chẳng qualà nó được hình thành khi tia sáng qua giọt nước khúcxạ lệch nên không sángbằng quầng trênkhông. . Một số hiện tượng vật lý trong cuộc sống hàng ngày Trong đời sống chúng ta gặp rất nhiều hiện tượng thú vị, tưởng chừng đơn giản nhưng không đơn gải chút nào!! Với giả thích bằng kiến thức vật. đóirét,trên trời xuất hiện cùng một lúc ba mặttrời, ba mặt trời trong cùngngày xếp thành một hàng, hai “mặt trời”ở haibên còn mangtheo một thánh giá thập tự” phátsáng. Hiện tượngthiên vănthần kì. bắt đầu nghiên cứu sự chuyển độngcủa vật thể trên bề mặt vật quay.Trái đất là một vật quaylớn, cứ 24 giờ nó lại quaymột vòng. Tại một điểm trên xích đạo ,một ngày đã chuyển động40.000 km, tốc độ