[Các hiện tượng vật lý] Cơ Học 1

[chuot sun]

CÁC HIỆN TƯỢNG VẬT LÍ
Phần: Cơ học 1

CHUYỂN ĐỘNG VÀ LỰC
CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ CHUYỂN ĐỘNG



​

1. Ngồi trong tàu hỏa hay ô tô đang chạy nhanh, nếu không nhìn ra ngoài thì ta không thấy cảm giác là tàu, xe đang chạy, nếu nhìn ra ngoài thì ta thấy cảnh vật bên ngoài đều chạy lùi về phía sau. Tại sao vậy?

Trả lời: Một vật được coi là chuyển động hay đứng yến chỉ có tính chất tương đối

Ghế ngồi trong toa tàu đứng yên so với những toa tàu nhưng lại đang chuyển động so với mặt đường. Ngôi nhà bên đường đứng yên với mặt đất nhưng lại đang cùng Trái Đất chuyển động so với Mặt Trời...

Muốn biết một vật đứng yên hay chuyển động, bao giờ ta cũng phải so sánh vị trí của nó với vị trí của một vật khác, được coi là đứng yên (vật làm mốc).

Ví dụ: Thấy vị trí của ô tô thay đổi so với mặt đường ta bảo ô tô đang chuyển động, đó là vì ta đã lấy mặt đường làm mốc, coi như mặt đường đứng yên. Ngồi trong toa tàu hay ô tô, nếu không nhìn ra ngoài, ta không so sánh được vị trí của tàu, xe với những vật đứng so với mặt đường như: nhà và cây bên đường,... nên ta không biết là tàu, xe có chạy hay mở máy đứng yên.

Khi ta ngồi trong tàu, xe, nhìn ra ngoài của sổ của tàu, xe, ta tự nhiên coi tàu, xe và khung cửa sổ làm mốc (coi như đứng yên), nên ta tháy cảm giác như cảnh vật bên ngoài chạy lùi về phía sau tàu, xe.

Ta có thể giải thích tương tự như thế đới với những câu hỏi sau:

- Tại sao ngồi trong đoàn tàu đang đậu ở sân ga, thấy đoàn tàu bên cạnh chuyển bánh ngược với đoàn tàu của mình, ta tưởng như tàu mình đang chuyển bánh?

- Tại sao ngồi trong con thuyền đang neo ở bến sông, nhìn xuống mặt nước chày, ta tưởng như thuyền mình đang chạy?



​

Nguồn: Sưu tầm​

 

[chuot sun]

2. Tại sao Mặt Trời cùng Mặt Trăng và tất cả các sao hằng ngày đều chạy từ đằng Đông sang đằng Tây?

Trả lời:

Hằng ngày, ta đều thấy Mặt Trời mọc đằng Đồng rồi chuyển dần về đằng Tây và lặn ở đằng Tây. Ban đêm, ta thấy Mặt Trăng và tất cả các vì sao chuyển dần từ đằng Đông sang đằng Tây, hình như chúng đều chạy vòng quanh Trái Đất mỗi ngày một vòng !

Thực ra, hầu hết các ngôi sao đều đứng yên so với nhau. Còn Trái Đất của chúng ta lại quay quanh mình nó mỗi ngày một vòng, theo chiều từ Tây sang Đông. Vì ta sống trên Trái Đất, nên ta tự nhiên lấy Trái Đất làm mốc, do đó ta cảm thấy như những vật xung quanh Trái Đất chạy theo chiều ngược lại.

Chính vì cảm giác trên mà Giáo hội ngày trước coi Trái Đất là "đứng yên", là trung tâm của vũ trụ và đã hỏa thiêu nhà bác học Bru-nô vì ông đã tuyên bố rằng "Trái Đất quay"

Nguồn: Sưu tầm*​

 

[chuot sun]

3. Tại sao vào đầu tháng Âm lịch, mới chập tối mà Mặt Trăng đã lặn, nhưng đến giữa tháng Âm lịch thì đến tối Mặt Trăng mới mọc, và mỗi ngày lại mọc chậm hơn?

Trả lời:

Hiện tượng trên là do Mặt Trăng chạy vòng quanh Trái Đất. Mỗi tháng Âm lịch nó chạy được một vòng, theo chiều từ Tây Sang Đông.

Nếu ta lấy 1 thời điểm nào đó trong ngày (như lúc 18h chẳng hạn) để làm mốc, ta sẽ thấy vị trí của Mặt Trăng vào thời điểm đó sẽ chuyển dần từ đằng Tây sang Đông. Ví dụ: Vào ngày 10 trong tháng (Âm lịch) ta thấy Mặt Trăng còn ở đọ cao 60 độ so với mặt đất, vào giờ ấy mỗi ngày sau nó lệch dần về đằng Đông và đến ngày 15 thì đến 18h nó mới mọc

Nguồn: Sưu tầm*​

 

[chuot sun]

4. Tại sao người ta có thế tiếp dầu cho máy bay trong khi đang bay ở trên không?

Trả lời:

Theo tính chất tương đối của chuyển động, nếu 2 vật chuyển động với cùng vận tốc (cả về phương, chiều và độ lớn) thì chúng đứng yên so với nhau.

Khi đi tàu hỏa, ta thấy rõ ràng các toa tàu đều đang chuyển động, nhưng chúng có cùng vận tốc, nên ta có thể đi từ toa này sang toa khác dễ dàng như khi chúng đứng yên. Hai người đi xe đạp song song với cùng vận tốc, có thể dắt nhau, đưa đồ vật cho nhau dễ dàng.

Ở những bến tàu thủy có ít khách lên xuống, muốn tiết kiệm thời gian và nhiên liệu, người ta không cho tàu cập bến mà dùng biện pháp "màn tàu" như sau:

Tại bến, người ta cho hành khách muốn đi tàu lên một chiếc thuyên đậu sẵn ở đó. Khi tàu dần đến bến, sẽ rúc còi báo hiệu, thuyền hành khách sẽ rời bến ra giữa dòng và bơi nhanh, chạy trước tàu. Tàu thủy giảm dần vận tốc cho bằng vận tốc của thuyền và ghé sát thuyền. Người dưới thuyền buộc níu thuyền vào tàu cho nó đứng yên so với tàu, còn tàu vẫn tiếp tục chạy. Khi đó hành khách lên xuống giữa tàu và thuyền rất dễ dàng. Sau đó, người ta cởi thuyền và cho thuyền quay về còn tàu tăng tốc, tiếp tục lên đường.

Việc tiếp dầu cho máy bay đang bay ở trên không, việc đưa người và vật liệu lên trạm Vũ Trụ... cũng tương tự như màn tàu kể trên.

Nguồn: Sưu tầm*​

 

[chuot sun]

5. Tại sao ngồi trên xe chạy nhanh ta thường thấy có gió thổi vào mặt?

Trả lời:

Theo tính chất tương đối của chuyển động, nếu vật A chuyển động so với vật B với vận tốc bao nhiêu thì ngược lại, vật B chuyển động so với vật A với vận tốc bằng bấy nhiêu nhưng thao chiều ngược lại.

Nếu trời lặng gió mà ta đi xe với vận tốc nào đó so với mặt đất thì xe cũng có vận tốc bằng ngần ấy so với không khí. Ngược lại, nếu lấy người ngồi trên xe làm mốc thì không khí chuyển động so với người đó với vận tốc bằng vận tốc của xe nhưng theo chiều ngược lại, tức là có gió thổi vào phía trước xe. Nếu trời có gió và đi xe cùng chiều với gió thì vận tốc tương đối của xe với không khí bằng hiệu 2 vận tốc. Vì tốc độ của xe thường lớn hơn tốc độ của gió, nên ta thường thấy như có gió thổi vào trước mặt. Nếu xe đi ngược chiều gió thì vận tốc tương đối của xe và không khí bằng tổng vận tốc của xe và của gió so với mặt đất.

Dựa vào tính chất trên, khi thử nghiệm, muốn nghiên cứu tác dụng của không khí vào máy bay trong khi đang bay ở trên không, người ta có thể nghiên cứu tác dụng của không khí vào máy bay, trong trường hợp treo máy bay vào 1 hành lang và thổi luồng gió vào phía trước máy bay với tốc độ bằng tốc độ của máy bay. Việc nghiên cứu như thế rõ ràng rất tiện lợi và an toàn.

Tương tự như vậy, ta có thể giải thích câu hỏi sau:
- Tại sao đi xe đạp hay xe máy dưới trời mưa thì hay bị ướt đằng trước?

Nguồn: Sưu tầm*​

 

[chuot sun]

6. Tại sao Trái đất tự quay mãi quanh mình nó hết năm này sang năm khác?

Trả lời:

Theo định luật I Niu-tơn:

Nếu không có lực nào tác dụng vào vật thì:

- Nếu vật đang đứng yên, nó sẽ tiếp tục đứng yên.

- Nếu vật đang quay, nó sẽ quay đều mãi mãi.

- Nếu vật đang chuyển động thẳng, nó sẽ chuyển động thẳng đếu mãi mãi.

chuyển động đó gọi là chuyển động theo quán tính. Vật có khối lượng càng lớn thì có quán tính càng lớn.

Xung quanh Trái Đất kể cả lớp khí quyển, là 1 khoảng chân không mênh mông, không có vật nào cản trở chuyển động quay của Trái Đất, nên nó cùng lớp khí quyển quay đều mãi mãi theo quán tính.

Nguồn: Sưu tầm*​

 

[chuot sun]

7. Tại sao hành khách trên tàu xe bị ngã ngửa về đằng sau khi tàu xe chuyển bánh đột ngột, và ngã xô về phía trước khi tàu xe hãm phanh đột ngột?

Trả lời:

Theo định luật I Niu-tơn, khi tàu xe đang đứng yên thì mọi hành khách trên tàu xe cũng đứng yên (so với mặt đất). Khi tàu xe chuyển bánh thì chân họ hoặc chỗ ngồi trên ghế bị kéo về phía trước tàu xe còn phần trên cơ thể vẫn ở tại chỗ cũ, tức là bị ngã về phía sau, so với vị trí mới của tàu xe. Tàu, xe chuyển bánh càng đột ngột, thì hành khách bị xô lại đằng sau càng nhanh. Trái lại, khi tàu, xe đang chạy thì toàn bộ cơ thể của hành khách cũng chuyển động với tàu xe. Nếu tàu xe hãm phanh đột ngột, thì phần cơ thể hành khách tiếp xúc với ghế ngồi, hoặc sàn xe bị dừng lại đột ngột, nhưng phần trên cơ thể vẫn tiến về phía trước so với tàu xe, tức là bị xô về phía trước.

Tương tự như thế, ta có thể giải thích nững câu hỏi sau:

- Tại sao ta đang chạy mà bị vấp chân, thì người ngã dúi về phía đằng trước?

- Tại sao khi rũ quấn áo, thì bụi tung ra?

- Tại sao muốn đóng cán chổi vào cuống chổi, người ta có thế đóng búa vào đầu cán mà không cần đặt chổi lên 1 vật kê?

- Tại sao khi ô tô quặt nhanh về bên phải, thì hành khách trên ô tô bị ngã xô về phía bên trái?

Nguồn: Sưu tầm*​

 

[chuot sun]

8. Tại sao nói: "Dao sắc không bằng chắc kê" ?

Trả lời:

Nếu một tay bạn cầm thanh tre nhỏ, còn tay kia cầm dao chặt thật mạnh vào thanh tre, thì thanh tre bị đẩy di và hầu như không bị đứt chút nào! Nhưng nếu bạn kê thanh tre lên một vật rồi chặt thì thanh tre bị đứt dễ dàng.

Đó là vì thanh tre nhẹ, quán tính của nó rất nhỏ. Lưỡi dao vừa ấn nhẹ vào nó thì nó đã lùi lại, nên dao không chặt đứt được. Nếu kê nó lên một vật có khối lượng lớn, hoặc đặt trên mặt đất thì quán tính của vật kê (hoặc Trái Đất) rất lớn, khó lùi lại nên lưỡi dao dễ dàng ăn sâu vào thanh tra và chặt đứt nó. Nếu bạn cầm cây tre và dùng dao phát gọt tre thì ngọn tre cũng bị đứt vì quán tính của tre lớn, khó lùi lại.

Tương tự như thế, bạn có thể giải thích được các câu hỏi sau:

- Tại sao người thợ rèn phải dùng đe có khối lượng rất lớn để kê các vật cần rèn?

- Tại sao khi muốn đóng đinh vào một tấm vách mỏng, ta phải kê một vật nặng ở phía sau?

Nguồn: Sưu tầm*​