TỪ CÂY GẬY THẦN ACSIMET Tác giả: Nguyễn Hữu Dy Nhà xuất bản: Kim Đồng Năm xuất bản: 1983 Chương 4: Từ con cù giải trí đến con quay cơ học Lực ly tâm – Người giúp việc đắc lực “Bơm ly tâm”, “đúc ly tâm”, lọc ly tâm”… Đó là những danh từ kỹ thuật mà đôi khi bạn nghe thấy. Vậy “ly tâm”, “lực ly tâm” là gì? Bạn hãy buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây và quay tròn thật nhanh. Lúc ấy, đá kéo căng sợi dây và gây nên ở tay bạn một sức kéo. Đó là lực ly tâm. Lực ly tâm hướng từ tâm quay ra ngoài, xuất hiện ở một vật khi nó chuyển động theo đường tròn. Một bà nội trợ đang sàng gạo, bà không biết rằng lực ly tâm đang bí mật giúp bà. Khi cái sàng đảo tròn giữa đôi cánh tay uyển chuyển thì bao nhiêu vỏ trấu nhẹ hơn sẽ dồn vào giữa. Thóc gạo nặng hơn sẽ bị lực ly tâm làm văng ra vòng ngoài. Khi vẩy rau, cái rổ được vung mạnh dăm lần theo một cung lớn mà tâm là vai ta. Cả rau và nước trong rổ đều chịu tác động của lực ly tâm; nhưng rau được nan rổ giữ lại, còn nước thì văng qua khe rổ mà biến mất. Nếu bạn có đôi lần vụng tay vẩy rau không kiệt hay để rau rơi lả tả xuống sân, thì đó là do rổ để lệch hay do bạn không dám vẩy mạnh để tạo đủ lực ly tâm cần thiết. Lực ly tâm được ứng dụng trong nhiều loại máy. Ta hãy quan sát chiếc máy đúc ly tâm. Một chiếc khuôn đang quay tròn đều quanh trục của nó. Người ta từ từ rót kim loại nóng chảy vào khuôn. Các thành phần khác nhau trong chất lỏng này lần lượt được lực ly tâm phân bố theo trọng lượng riêng. Kim loại nguyên chất nặng hơn, chảy ra bên ngoài, bám sát lấy thành khuôn. Còn các chất xỉ, những “túi khí” thì bị dồn vào bên trong. Những sản phẩm đúc bằng phương pháp này vừa nhanh, vừa rẻ và quan trọng hơn là đã bền lại đẹp, vì không bị rỗ xỉ, rỗ khí. Bơm ly tâm dùng trên đồng ruộng hoặc cung cấp nước cho các khu đông dân, quạt thông gió để bảo vệ sức khỏe công nhân trong nhà máy, máy hút bụi dùng ở những nơi công cộng… đều là những ứng dụng thông minh của lực ly tâm. Bạn sẽ còn gặp phương pháp kỹ thuật này trong lọc sữa, vắt mật ong, phân loại các hợp chất lỏng, sấy quần áo, đường, hóa liệu, dược liệu… Với loại máy siêu ly tâm có vận tốc quay cực lớn, hàng ngàn vòng/giây, các nhà huyết học còn tách được cả vi trùng và siêu vi trùng ra khỏi máu. Thật khó mà liệt kê hết những cống hiến của người giúp việc đắc lực này đối với đời sống con người. Nhưng nó cũng là kẻ đã từng gây tai họa Cách đây chưa đầy một thế kỷ vào năm 1890, một chiếc tàu biển chở 2 nghìn hành khách từ Anh qua Mỹ băng băng vượt đại dương. Tàu mở hết tốc lực, xé sóng lao đi như một con cá kình… Bỗng nhiên một bánh vô lăng máy rít lên từng hồi, rồi bắt đầu lảo đảo như bị say sóng. Người coi máy chưa kịp hỏi han gì thì trục gãy, vô lăng bật tung. Trong chốc lát chiếc tàu thủy kiêu hãnh đã trở thành chiếc phao bồng bềnh trên sóng cả. Tai nạn này do đâu mà ra? Khi vô lăng quay với một vận tốc quá lớn, lực ly tâm mà nó sinh ra càng lớn gấp bội. Lực này tăng theo tỷ lệ bình phương của vận tốc. Chất thép của vô lăng không đủ độ bền để chịu một thử thách quá sức như vậy. Chính vì thế mà tất cả những bộ phận quay tròn như: Cánh quạt, đĩa mài, đĩa cưa, tuabin, rô to… nhất thiết phải được chế tạo từ những hợp kim có độ bền cao. Mặt khác, trục quay phải được đặt thật cân xứng để lực xuất hiện về mọi phía được cân bằng. Bất kỳ một sai sót nào ở đây đều phải trả giá đắt. Trong lúc sử dụng máy, người thợ có kinh nghiệm thường lắng nghe tiếng nổ động cơ như nghe tim người bệnh. Mỗi một trục trặc nhỏ hoặc tiếng động lạ tai xen lẫn trong tiếng hát đều đặn của máy đều làm cho người thợ lo lắng, nghĩ ngay tơi sự mất cân bằng của lực ly tâm. Nhân đây tưởng cũng không nên bỏ qua những phiền hà nhỏ do lực ly tâm gây ra hằng ngày. Chiếc xe đạp của bạn có đôi chắn bùn. Tuy nhiên, gặp những quãng đường lầy, nếu bạn đạp nhanh, bánh xe trước vẫn hất ngược bùn lên quần và giày của bạn. Việc đắp thêm một miếng cao su bên dưới chiếc chắn bùn chính là để ngăn cái trò đùa tinh quái của lực ly tâm… Ô tô chạy tới quãng đường vòng. Hành khách bám vội lấy thành xe, có cảm giác bị ép vào đó vá như muốn văng ra ngoài. Xe chạy càng nhanh, sức ép càng lớn. Hàng để trên mui nếu buộc không chặt cũng sẽ cựa quậy, lăn tuột xuống đường. Vì vậy, khi xe vào quãng đường vòng, nhất là vòng hẹp, người lái nhất thiết phải giảm vận tốc, không những để tránh tai nạn do xe có thể bị lật, mà còn để cho hành khách bớt bị “o ép”. Những cảm giác kỳ lạ trong “quả cầu ma” Trong một số công viên lớn nước ngoài có một trò vui khá ngộ nghĩnh đó là “quả cầu ma”, một quả cầu quay lớn, kín mít, mà ai đã có dịp vào chơi đều phải tấm tắc khen. Đáy của quả cầu là một cái sàn khá lớn, hình lòng chảo. Sàn quay nhanh nhưng rất êm nhờ một hệ thống máy đặt ở bên dưới. Quả cầu lớn bằng kính mờ quay theo sàn như hình với bóng làm cho người đứng bên trong cảm thấy đây là một thế giới riêng biệt. Bạn nhìn thấy rõ sàn có hình lòng chảo nhưng qua “thông báo” của đôi chân thì lại có cảm giác đáy là một mặt phẳng. Còn khi bạn đi từ mép này sang mép khác thì quả cầu tưởng như cũng đảo theo, nhẹ nhàng lâng lâng như một cái bọt bóng xà phòng khổng lồ. Nhìn sang phía anh bạn cùng dạo chơi trong cái thế giới nửa hư nửa thực này, bạn sẽ thấy anh ta đang đi trên thành chảo như một chú kiến bọ quanh miệng chén. Giờ ta hãy đổ một xô nước lên sàn. Một hiện tượng kỳ dị: Nước lai láng khắp nơi, trèo lên mọi phía của lòng chảo tưởng như không còn tuân theo các định luật về trọng lực nữa. Để hiểu được “quả cầu ma”, mời bạn thử đứng lên một cái sàn tròn quay nhanh. Chuyển động xoay tròn, như ta đã biết, có xu hướng hất bạn ra ngoài. Nếu bạn không nghiêng người vào trong hay không bám vào một con vật gỗ trên sàn thì chắc chắn sẽ cưỡng lại nổi lực ly tâm của vòng đua. Và nếu nhắm mắt bạn sẽ có cảm giác như cái sàn quay không ngang bằng mà theo một độ nghiêng nào đó. Tại sao như vậy? Vì lực ly tâm đẩy bạn ra ngoài, còn trọng lực thì lại lôi bạn xuống đất. Hai lực này hợp lại sẽ kéo bạn theo một hướng chếch mà bạn phải cưỡng lại bằng cách nghiêng mình để giữ thăng bằng. Nhưng nếu sàn không phẳng mà làm theo hình lòng chảo thì khi quay bạn lại sẽ có cảm giác như đứng trên một mặt phẳng. Vì lúc này tổng hợp của hai lực trên đã kéo bạn theo hướng vuông góc với mặt nghiêng của sàn. Người ta đã tính toán và thấy rằng, lòng chảo này có hình dạng một mặt parabol. Nếu bạn để một cốc nước quay tít thì mặt nước trong cốc sẽ trũng xuống theo hình parabol như trong “quả cầu ma”. Giờ ta hãy thay nước bằng một chất xi nóng chảy rồi quay cốc cho đến lúc xi nguội hẳn và đông lại thì ta sẽ được một “lòng chảo” như ý muốn. Lúc này, nếu ta bỏ hòn bi lên bất kỳ một điểm nào trên mặt đó thì nó cũng sẽ đứng yên như ta đặt nó trên sàn nhà vậy. Đây cũng chỉ là một sự đứng yên tương đối so với mặt xi đang chạy. Đấy, tất cả những điều trên chính là cái “bí ẩn” của “quả cầu ma”. Người phi công khi lượn vòng cũng có cảm giác tương tự như người đứng trong quả cầu bí ẩn trên. Anh ta tưởng như mặt đất bên dưới được nâng lên và nghiêng đi một độ nào đó. Do chuyển động tròn có xu hướng hất ta ra ngoài nên đường sắt ở những đoạn lượn vòng phải được đặt theo nguyên tắc: Thanh ray bên ngoài cao hơn thanh bên trong. Mặt đường ô tô cũng vậy, tại chỗ ngoặt, mép ngoài phải cao hơn mép trong. Còn cao hơn bao nhiêu thì cần phải đặt con tính cụ thể, tùy ở độ vòng rộng hẹp và tùy ở vận tốc cho phép ghi trên bảng chỉ dẫn. Từ con cù ngoài hè phố… Kìa, bạn xem! Con cù bằng gỗ chạy loang loáng giữa sân, tung tăng như một con sóc, rồi chọn chỗ dừng chân, quay tít, kêu o o… Bạn thử búng nhẹ vào nó… Con cù nghiêng đi một chút rồi lại đứng thẳng lại và tiếp tục quay như cũ. Tính chất này của các vật thể quay nhanh được ứng dụng rất nhiều vào đời sống và kỹ thuật. Nguyên tắc con quay thật không phải đơn giản. Ở đây ta chỉ nhằm rút ra một định luật cơ học rất cơ bản: Vật thể nào khi quay quanh mình cũng luôn luôn có xu thế giữ trục quay của nó theo một phương nhất định. Khi đi xe đạp, nếu ta đi nhanh thì cảm thấy dễ dàng hơn là gò cho xe đi thật chậm. Hai bánh xe quay quanh trục nằm ngang, luôn luôn giữ cho trục ở mãi tư thế đó. Vì vậy, mỗi khi bị nghiêng, xe chạy nhanh dễ lập lại tư thế cân bằng hơn xe đi chậm. Lợi dụng tính chất cơ học trên, các nghệ sĩ tung hứng đã sáng tác ra những tiết mục độc đáo: ném vòng, quay đĩa, tung mũ từ xa vào đầu chú hề… Đây, mời bạn hãy đọc một đoạn trích trong cuốn sách “Con cù quay” của giáo sư vật lý người Đức Giôn Peri: “… Một hôm tôi trình bày những vấn đề đã nghiên cứu của mình tại một phòng hòa nhạc ở Luân Đôn. Tôi khẳng định rằng: Nếu bằng cách nào đó ta làm cho cái đĩa quay tít thì có thể ném nó đúng vào vị trí ta muốn. Với một chiếc mũ bay theo kiểu ấy ta có thể dùng chiếc gậy để “câu” nó một cách dễ dàng. Tiếp đó tôi lại giải thích một điều quan trọng nữa: Nếu nòng đại bác mà nhẵn lì thì đạn không bao giờ rơi trúng đích. Do đó, người ta đã tạo ra những rãnh xoắn gọi là khương tuyến ở mặt trong của nòng súng. Thuốc cháy tạo nên xung lực đẩy viên đạn đi, và chính nhờ những khương tuyến này viên đại bác khi ra khỏi nòng súng vừa xoáy tròn và lao về phía trước. Sự xoáy tròn đã giúp cho viên đạn ổn định đường bay và đảm bảo cho nó độ chính xác cao. Tôi vừa dứt lời thì trên sân khấu bỗng xuất hiện một đôi nam nữ bận quần áo xiếc gọn gàng. Chào công chúng xong, họ liền ném cho nhau nào mũ, nào đĩa, nào bát, rồi cả chiếc ô và giày dép… Những vật này vừa quay vừa bay từ tay người này sang tay người khác, ngoan ngoãn tuân theo ý định của họ, trông thật vui mắt. Cô gái lại một mình tung thìa, tung đĩa lên cao, rồi nhẹ nhàng đỡ lấy. Còn chàng trai thì ném xoáy chiếc mũ lên trần nhà rồi lại đưa đầu ra đón nó, trong lúc tay vẫn điều khiển bốn cái đĩa quay tít trên đám gậy…” … Đến con quay trong kỹ thuật Nhà hàng hải Crixtop Colombo, người tìm ra châu Mỹ, lấy một quả trứng luộc và mời các khách khứa hãy thử cho quả trứng đứng trên một đầu nhọn của nó. Mọi người loay hoay mãi vẫn không làm nổi. Colombo bèn khẽ đập giập một đầu trứng và trứng đã đứng đã đứng được. Nhiều người kêu lên: “Như vậy thì có gì là khó!”. “Tất nhiên!” – Colombo đáp – Nhưng trước hết là phải nghĩ tới nó!”. Cái khó của một phát minh nhiều khi chỉ là ở chỗ “nghĩ tới” thôi. Tuy nhiên, cách giải bài toán quả trứng này chỉ có ý nghĩa minh họa cho một tư tưởng có tính chất triết lý. Cách giải này không thật làm chúng ta thỏa mãn. Trước hết, về mặt hình học, quả trứng bị đập giập thì không còn là quả trứng của đề bài, vì nó đã biến dạng, nó đã trở thành một “vật khác” rồi! Nếu biết vận dụng bản chất của con quay, bạn có thể làm cho quả trứng đứng được, bằng cách cho nó quay tròn quanh trục của nó, như một con quay. Cũng cần chú ý đây là quả trứng luộc. Vì nếu trứng sống thì chất lỏng không ổn định bên trong, do quán tính sẽ trở thành vật hãm đối với chuyển động quay của nó. Trên đây chỉ là một đôi lời bàn vui để khẳng định rõ hơn bản chất và những khả năng chưa khai thác hết của chuyển động quay mà người ta đã và đang tìm cách ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật hiện đại; những con quay cơ học. Đáng chú ý nhất là chiếc la bàn hồi chuyển dùng cho tàu biển, máy bay để xác định và điều chỉnh phương hướng chuyển động. Nó khác hẳn chiếc la bàn thường ở chỗ là dù cho tàu lắc lư đến mấy thì nó vẫn giữ được thế thăng bằng, chỉ hướng chính xác. Được như vậy chủ yếu là nhờ ở một con quay cơ học và những thiết bị đặc biệt làm cho trục quay luôn luôn ở vị trí song song với kinh tuyến địa lý. Khí cụ giữ thăng bằng hồi chuyển (còn gọi là máy ổn định) nhằm làm giảm sự tròng trành của tàu biển. Nó gồm những bánh xe đồ sộ, nặng chừng vài tấn, đặt thẳng đứng và quay đến hàng ngàn vòng phút. Nếu tàu bị sóng đánh thì máy ổn định này sẽ chống lại những dao động đó. Vì xu thế của nó, như ta đã biết, là giữ trục quay ở tư thế ban đầu. Các loại con quay khác nhau còn được dùng để xác định phương nằm ngang (trong la bàn chân trời) giúp cho người phi công lái máy bay trong sương mù dày đặc trong đêm tối. Con quay hồi chuyển của bộ lái tự động dùng để lái máy bay, tên lửa. Một chuyên ngành riêng về lý thuyết con quay đang được phát triển nhằm đáp ứng những nhu cầu của kỹ thuật hiện đại. Thật không ngờ cái đồ chơi đơn giản này lại có những ứng dụng quan trọng đến thế! Một cách cân gian mà thật thà (!) Có một anh chàng tuyên bố rằng, anh ta có cách cân thiếu cho khách hàng mà không cần gian lận gì cả! Người ta liền hỏi bí quyết của anh. - Có gì đâu! Anh trả lời – Nơi mua hàng là những nước ở vùng xích đạo, còn nơi bán ra là ở vùng địa cực. Nhưng muốn thế thì không được dùng loại cân thông thường mà phải dùng cân lò xo. Hơn nữa, cân này phải được chế tạo ở vùng xích đạo. Đây chỉ là chuyện bông đùa, nhưng không phải là không có cơ sở khoa học. Thật vậy, trọng lượng của hàng có tăng lên khi nó xa dần vùng xích đạo. Theo tính toán của các nhà cơ học thì một tấn gạo chẳng hạn, từ Indonexia chuyển lên Thụy Điển sẽ nặng thêm 3,5kg. Nhưng phải dùng loại cân lò xo chế tạo tại Giacacta mới có “lãi”. Nếu dùng đĩa hoặc cân treo thì hàng nặng lên bao nhiêu quả cân cũng sẽ nặng thêm bấy nhiêu, hết bớt xén. Nếu nắm vững quy luật của chuyển động quay bạn sẽ dễ dàng tìm ra “thủ phạm” của hiện tượng này. Thủ phạm chính là do Trái Đất quay quanh trục của nó. Vì vậy, món hàng không chỉ chịu sức hút của hành tinh mà còn chịu tác động lực ly tâm do sự quay sinh ra. Ở xích đạo, lực ly tâm lớn nhất và có xu hướng ngược chiều với lực hút, nên đã “cắt xén” một phần sức hút này (tức là giảm bớt trọng lượng của hàng). Nhưng ở địa cực, nơi trục quay xuyên qua, lực ly tâm hầu như không có. Do đó, gạo chỉ còn tác động của trọng lực và vì thế mà trọng lượng tăng lên. Các nhà khoa học đã xác định rằng, trọng lượng của một vật ở xích đạo giảm 1/290 so với trọng lượng của chính nó ở địa cực. Một chiếc tàu tại Bắc Băng Dương nặng 40.000 tấn khi chạy đến thành phố Hồ Chí Minh sẽ nhẹ đi chừng 140 tấn. Con số này không phải là nhỏ. Thế nhưng ta không cảm giác được điều này, vì các vật khác cũng giảm trọng lượng tương ứng, kể cả nước biển và những quả cân. Tuy vậy, trong kỹ thuật hiện tượng này không thể bỏ qua. Như khi sử dụng máy móc tinh vi ở những vĩ độ khác nhau, sự thay đổi dầu nhỏ về trọng lượng cũng có thể ảnh hưởng tới độ chính xác của máy Nếu Trái Đất quay nhanh hơn! Trong chương trước, bạn đã có dịp chứng kiến sự dại dột của anh chàng Photorinh khi bắt Trái Đất ngừng quay. Giờ ngược lại, xin mời bạn nghe câu chuyện của nhà khoa học Đức Otto Uynli Gai đã “khiến” Trái Đất quay nhanh hơn: “… Thế là một hiện tượng kỳ quái đã xảy ra. Vận tốc quay của Trái Đất tăng 17 lần, đồng thời lực ly tâm cũng tăng lên theo tỷ lệ bình phương của vận tốc, tức 289 lần! Ở xích đạo, lực ly tâm bây giờ xấp xỉ sức hút của hành tinh chúng ta. Vì thế, con người cũng như mọi vật nơi đây hầu như không có trọng lượng. Trái Đất bây giờ như chẳng muốn “cưu mang” họ nữa. Một làn gió thoảng qua cũng đủ cuốn họ lên không trung và đưa họ trôi nổi khắp bốn phương trời. Nếu gió thổi về phương nam hay phương bắc thì họ sẽ trôi dần về hai cực. Nhưng khi đến vùng chúng ta (nước Đức), ảnh hưởng của lực ly tâm chỉ còn bằng một nửa so với vùng xích đạo; và những người từ nơi đó bay tới lẫn trong mây sẽ bắt đầu tụt xuống. Ho đã được trả lại một phần trọng lượng, do đó không bị trôi giạt nữa. Tuy nhiên, những vị khách từ nơi đầy ánh mặt trời tới địa phương ta cũng không cảm thấy dễ chịu hơn bao nhiêu. Một số vốn thích ngao du cho rằng cứ trôi nổi bồng bềnh trong bầu trời lại thú vị hơn. Vì ở đây có một điều khó chịu hơn là hướng của trọng lượng cơ thể ta không còn thẳng đứng nữa (không vuông góc vói mặt đất). Thật vậy, trọng lượng con người lúc này chính là hợp lực của sức hút về tâm Trái Đất và lực ly tâm. Hợp lực này rõ ràng lệch với phương thẳng đứng. Ở bán cầu bắc thì nó lệch về phía nam, còn ở bán cầu nam thì lại lệch về bắc. Vì thế, trừ ở vùng xích đạo và địa cực, ở đâu người ta cũng có cảm giác như đang đứng ở sườn đồi và khi đi về phía cực, ta cảm thấy như đang leo đồi. Duy chỉ có ở hai cực của Trái Đất là không bị ảnh hưởng của lực ly tâm. Gấu ở Bắc cực có thể vẫn nô giỡn bình thường trên tuyết, chỉ có điều là nhìn thấy cảnh sáng tối đuổi nhau mà lòng ngao ngán (1) . Nếu gấu ta muốn rời bỏ quê hương băng giá của mình thì chúng sẽ cảm thấy như đi từ đỉnh đổi xuống. Lực ly tâm không chỉ tác động đến người và động vật mà còn cả không khí nữa. Không khí do mất trọng lượng từ miền xích đạo bốc lên và kết quả là sẽ tạo ra ở đó một vùng chân không. Không khí ở những miền lân cận, từ bắc và nam, sẽ ập lại. Thế là trên tầng cao của miền xích đạo nóng bỏng, sẽ nổi lên những cơn bão khủng khiếp tỏa về hai cực. còn ở tầng dưới cũng nổi lên những trận gió điên cuồng từ hai cực thổi ngược về. Và, nước dâng, nhà bay…”. Hậu quả của lực ly tâm được nhân lên gấp bội cũng sẽ diễn ra tai quái, rùng rợn, không thua gì cảnh phá phách cảu lực quán tính khi Photorinh lệnh cho Trái Đất ngừng quay. Ngày nay có một số nhà khoa học cho rằng Mặt Trăng được hình thành là nhờ ở lực ly tâm của Trái Đất. Người ta đã chứng minh rằng, trước đây Trái Đất tự quay quanh nó nhanh hơn bây giờ. Cách đây 500 triệu năm, một ngày đêm không phải là 24h, mà chỉ có 20h. Và trước nữa, nó quay còn nhanh hơn, nhanh hơn cả trong câu chuyện tưởng tượng của Giáo sư Gai! Như vậy, hàng tỉ tỉ năm về trước chị Hằng còn là bào thai của người mẹ Trái Đất. Cho đến một ngày nào đó, khi đã đủ ngày đủ tháng, Hằng Nga liền thoát khỏi sức hút của Trái Đất để ra chào… Vũ Trụ. Trái Đất thân yêu của chúng ta đã sinh ra Hằng Nga kiều diễm bằng lực ly tâm của mình. Thế nhưng nhờ lực hấp dẫn mà Hằng Nga vẫn bám quanh Trái Đất như một con bê nhỏ bên mẹ! (1) Vì Trái Đất quay nhanh hơn trước 17 lần nên ngày, đêm cũng ngắn lại 17 lần. Chương 5: Những lực sĩ “mềm” và “vô hình” Lực sĩ vô hình Không khí bao bọc quanh ta nhưng nào có ai nhìn thấy! Nó không có màu sắc, không có hình dáng, không có mùi vị, và cũng chẳng ai cảm thấy nó. Ngày xưa người ta tưởng không khí là “không có gì cả”. Nhưng rồi khoa học không những đã chứng minh được sự có mặt của nó ở khắp nơi trên Trái Đất mà còn có thể cân đong được nó, tính toán được sức mạnh phi thường của nó. Năm 1654, nhân dân thành Reghenbua đã chứng kiến một sự việc kỳ lạ: Mười sáu con ngựa chia hai phe, ra sức kéo để tách hai bán cầu rỗng bằng đồng úp khít vào nhau. Người ta hò hét náo nhiệt, nhưng đám ngựa đẫm mồ hôi vẫn không đủ sức tách đôi quả cầu không lớn hơn một quả bí đỏ! Sức mạnh nào đã cưỡng lại đàn tuấn mã? - - Không khí! Bằng thí nghiệm này, ông thị trưởng thành Macdobua Ottophon Gherech đã chứng minh cho mọi người thấy: Không khí không phải là “hư vô”. Nó có trọng lượng và nén lên tất cả mọi vật trên Trái Đất với một sức mạnh như thế đấy! Đó là thí nghiệm “bán cầu Macdobua” nổi tiếng được cử hành rất long trọng vào 8/5/1654. Lớp khí quyển bao quanh hành tinh chúng ta dày đến hàng trăm km. Mỗi mét khối không khí cân nặng 1,3kg ở điều kiện bình thường. Càng lên cao không khí càng loãng dần (1) . Người ta cũng đo được sức ép của nó. Sức ép này bằng 1kg trên 1cm 2 (gọi là 1 atmotphe). Với một phép tính đơn giản ta thấy: Đại dương khí quyển bao la này đã tác động lên toàn bộ bề mặt Trái Đất một áp lực là 5 triệu tỷ tấn! Hằng ngày chúng ta phải đội trên đầu một cột không khí cao ngất ngưởng! Toàn thân ta chịu một sức nén hàng tấn của không khí từ mọi phía. Tuy nhiên chúng ta vẫn không cảm [...]... bởi lẽ cơ thể ta từ khi lọt lòng mẹ đã có một sức ép từ bên trong cân bằng với sức ép từ bên ngoài đó Nếu trong phủ tạng ta là chân không thì “bàn tay khổng lồ vô hình” này đã bóp bẹp ta từ lâu Giờ ta hãy quay lại với quả cầu Macdobua Ông Gherech đã làm hai bán cầu rỗng có đường kính gần bốn tấc Hai bán cầu đó úp vào nhau rất khít và không khí bên trong đã được rút hết Như vậy là sức ép từ bên trong đã... hấp dẫn bất diệt của Niuton Chương 7: Từ ước mơ đến hiện thực Những giấc mơ bay Còn gì lôi cuốn hơn là rời Trái Đất bay vào thế giới bao la của các vì sao! Từ đời này qua đời khác, con người đã từng ấp ủ ước mơ đó Hầu như dân tộc nào cũng có những câu chuyện thần thoại nói lên điều này Trung Quốc còn để lại một chàng Tôn Ngộ Không bất tử, có tài đi mây về gió đã từng náo động thiên đình Ai Cập và Ấn... chiếm chỗ Một tấn gỗ chiếm khoảng hai mét khối không khí (mỗi mét khối không khí nặng 1 ,29 kg) và do đó chịu một lực đẩy khoảng 2, 6kg Còn thể tích của một tấn sắt thì nhỏ hơn nhiều, chỉ bằng 0, 128 mét khối, nên lực đẩy cũng nhỏ hơn, chỉ bằng 0,16kg Như vậy là giữa “một tấn gỗ” và “một tấn sắt” chênh lệch nhau tới gần 2, 5kg Thủ phạm của sự chênh lệch này là anh chàng không khí Không khí chính là những bàn... họa khác: Chỉ sau một thời gian ngắn, nó sẽ bị hút tuột vào khối lửa khổng lồ Sự rơi bi thảm này sẽ bắt đầu từ từ, không nhanh hơn rùa Trong giây đầu, Trái Đất nhích lại gần Mặt Trời 3mm Nhưng vận tốc cứ nhanh dần lên mãi Hết ngày đầu nó đã đi được gần 23 .000km Hết ngày thứ hai nó nhích lại gần thần chết 10 vạn km… và cứ như vậy, sau 65 ngày đêm nó sẽ lao thẳng vào cái lò lửa rực cháy như con thiêu thân... thì hiện tượng nhật triều và nguyệt triều chống đối nhau Đó là thời kỳ con nước nhỏ, vào khoảng mùng 8 – 9 và 22 – 23 âm lịch Tuy nhiên, do ma sát của nước biển, do cấu tạo khác nhau của đáy biển và rất nhiều yếu tố khác nữa, đặc biệt là sự quay của Trái Đất, nên thủy triều không theo sát từng bước vị trí của Mặt Trời, Mặt Trăng, mà bao giờ cũng dâng lên chậm hơn 5 – 6 tiếng đồng hồ Mặt khác, bạn nên... đường kính khoảng 50m, cao gần 20 m Nó không cần đến móng trụ, vì lấy nước làm nền Ở nhiều nước trên thế giới người ta dùng một loại “ụ nổi” khổng lồ, tự di động để sửa chữa các loại tàu biển lớn Khi tàu vào giữa ụ, nước ở đáy ụ bị đẩy ra ngoài nhờ một hệ thống bơm tự động Ụ từ từ nâng thân tàu lên khỏi mặt nước Ụ nổi rất cơ động, sửa chữa tàu nhanh, tốt, lại kinh tế Từ hạt vừng bướng bỉnh đến chiếc... sức ép từ bên trong đã mất hoàn toàn và chỉ còn lại sức ép độc nhất của không khí từ bên ngoài Sức ép đó lớn tới mức nào mà 16 con ngựa không thể tách nổi hai bán cầu? Diện tích mặt cắt của quả cầu là 1060cm2 như vậy sức ép của không khí lên mặt cầu là hơn một tấn! Muốn tách đôi quả cầu, mỗi đầu ngựa phải kéo một lực bằng 125 kg Một tải trọng như vậy nếu đặt lên xe thì không thấm vào đâu, ngay cả với một... khí cao vòi vọi kia nữa Nghĩa là, cứ trên mỗi phân vuông, da thịt ta phải chịu một lực nén tổng cộng là 2kg Bạn tính xem diện tích cơ thể là bao nhiêu phân vuông rồi đem nhân nó với 2kg thì bạn sẽ nhận được một áp lực lớn biết bao! Tuy nhiên, cơ thể ta vẫn chịu đựng được, nó đã thích nghi với áp suất từ 1 đến 3atm bằng cách tự phát huy một sức ép bên trong tương ứng Duy chỉ có màng tai là chịu sức ép... là cái mốc cho bước ngoặt lịch sử của khoa học Cùng với “ba viên gạch kỳ diệu” làm nền tảng, cái “cột trụ thần kỳ” này đã giúp Niuton xây dựng tòa lâu đài cơ học cổ điển Nó đã đạt tới một đỉnh cao chói lọi trong việc khám phá những bí ẩn của thiên nhiên mà bọn thần học xưa và nay vẫn cố gán cho thần thánh và những lực lượng “siêu phàm” Ngọc càng mài càng sáng “Vạn vật hấp dẫn” là một đỉnh cao tuyệt... sản thế giới, đã nói: “Tiên tri màu nhiệm là chuyện thần thoại, nhưng tiên tri khoa học là sự thật” Năm 18 42, cũng dựa trên định luật này, nhà thiên văn Đức Betten đã nghiên cứu hiện tượng bất bình thường trong chuyển động của sao Thiên Lang Ông cho rằng, có một vệ tinh không nhìn thấy được đã bắt nó phải chuyển động theo một đường xoắn cong Mãi 20 năm sau nhờ kính thiên văn cực mạnh, người ta mới . TỪ CÂY GẬY THẦN ACSIMET Tác giả: Nguyễn Hữu Dy Nhà xuất bản: Kim Đồng Năm xuất bản: 1983 Chương 4: Từ con cù giải trí đến con. dương. Đại lực sĩ Paxcan Bledo Paxcan (1 623 – 16 62) là một nhà bác học trẻ kỳ tài của Pháp. Ông đã từng được coi là Acsimet của nước Pháp” nhờ những phát