Xe chạy nhanh hơn gió thì có gì mà lạ.
Vật lý 12 năm đi học cũng không có dòng nào bác bỏ cái chuyện này cả.
Lớp 6 có định luật về công, lớp 9 có định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng (lớp 10,11,12 học lại 3 định luật này ở mức cao hơn thôi)
Định luật về công nói rằng không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công, như các anh thấy đấy, làm gì có nói gì đến vận tốc (công (cơ học): có thể hiểu là lượng công việc thực hiện được, theo công thức thì nó phụ thuộc vào lực sinh ra công và quãng đường mà lực khiến vật chuyển, không có vận tốc)
Định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng nói rằng năng lượng không tự sinh ra và mất đi, tóm lại là được bảo toàn. Thì các anh cũng lại thấy rồi đấy, chẳng có chữ vận tốc nào ở đây cả.
Ở đây tôi giải thích một tí về năng lượng, đúng chuẩn chỉ sách giáo khoa thì năng lượng là khả năng sinh công, hay nói cách khác là công tiềm tàng, công chưa được thực hiện. Ví dụ khi nói một vật có 100 (đơn vị năng lượng), nghĩa là vật có khả năng thực hiện 100 (đơn vị công), nó là khả năng chứ chưa thực sự có công nào được thực hiện. Do đó năng lượng và công gần như là một, chỉ là khác biểu hiện.-
Các anh có thể nói về động năng (năng lượng hay khả năng thực hiện công do chuyển động mà có. Các anh cứ tưởng tượng là chiếc xe đang lao vun vút có động năng vì khi nó đâm vào các anh thì nó sẽ sinh công, nhưng khi chưa đâm vào các anh thì nó chỉ có khả năng sinh công thôi chứ chưa thực sự sinh công), động năng thì được tính dựa vào khối lượng của vật và vận tốc của vật. Cũng trong ví dụ trên, giả sử cùng chiếc xe nhưng nó lao nhanh hơn thì khi nó tông các anh nó sẽ sinh công lớn hơn (các anh văng xa hơn), hoặc trong trường hợp giữ nguyên vận tốc, nhưng thay cái xe trên bằng xe container thì có khi các anh nát xác.
Nhưng, dù phụ thuộc vào vận tốc thì:
1) Không có định luật bảo toàn động năng
2) Dù trong điều kiện thí nghiệm động năng bảo toàn thì vận tốc cũng không bảo toàn. Các anh cứ thử tự làm thí nghiệm ở nhà lấy hai viên bi, một viên to đứng yên, một viên nhỏ lăn nhanh tông vào viên to. Sau đó viên nhỏ dừng lại (mất hoàn toàn động năng) động năng sinh công làm viên bi to di chuyển (viên bi to lúc này mang động năng do có chuyển động, nên quad trình này còn được gọi là truyền động năng ) nhưng chắc chắn vận tốc sẽ chậm hơn viên bi nhỏ (to và nhỏ cũng có nghĩa là nặng hơn và nhẹ hơn trong hoàn cảnh này), đảo vị trí hai viên bi các anh sẽ nhận được kết quả là viên bi nhỏ chạy nhanh hơn viên bi to (vận được truyền động có vận tốc nhanh hơn vật truyền động) (với điều kiện loại va chạm (tuỳ thuộc vào chất liệu làm viên bi, khá phức tạp nên tôi không đề cập) là va chạm bảo toàn động năng)
3) Xe này không hoàn toàn được truyền động bởi gió mà qua một hệ thống máy cơ đơn giản (ròng rọc, bánh xe,...). Hệ thống này giúp đẩy nhanh vận tốc xe nhưng không cho ta lợi về công (không làm cho xe chuyển động xa hơn khi không có (hệ thống này) và xe cùng khối lượng, cùng độ cản gió)
Viết đến đây thì tôi nhớ ra còn định luật bảo toàn động lượng (lớp 10).
Động lượng hay hiểu đơn giản là chuyển động, nhưng chuyển động không phải là vận tốc. Chuyển động của một chiếc xe container chạy 100km/h phải khác với chuyển động của chiếc xe hơi chạy 100km/h chứ. Nếu nói theo định luật này mà xe không thể chạy nhanh hơn thì
1. Phải nhắc lại câu ở trên, chuyển động không phải vận tốc
2. Định luật này cũng cổ vũ cho việc vật được truyền động lượng có thể có vận tốc lớn hơn vật truyền động lượng giống như thí nghiệm về hai viên bi ở trên (nhưng loại va chạm (phụ thuộc vào chất liệu) là va chạm bảo toàn động lượng (ví dụ chất liệu 2 viên bida))
3. Như mục 3 của phần động năng, động lượng không được truyền trực tiếp mà qua hệ thống máy cơ đơn giản
4. Tôi chưa thấy ai dùng động lượng cho gió cả (Không phải là không được, mà chỉ đơn giản là phức tạp quá không ai dùng thôi)
.
Đã nói đến đây thì tôi nói sơ về khái niệm lực luôn, vì tôi thấy hiểu chiếc xe trên chạy thế nào mà nhanh hơn vận tốc gió thì nên hiểu khái niệm lực. Lực cơ bản là một khái niệm trừu tượng (nghĩa là không có thật) dùng để chỉ tương tác giữa hai vật. Trong các ví dụ ở trên, thay vì nói truyền động lượng, truyền động năng chúng ta có thể nói là tác dụng lực, viên bi to lăn tới tác dụng lực lên viên nhỏ, xe container tác dụng lực lên người, .... Nhưng thường mấy trường hợp này tính lực không thuận lợi như tính động lượng hay động năng (do lực là khái niệm trừu tượng và chỉ thích hợp trong tĩnh học (các vật đều đứng yên) cho nên khi các anh mua đồ gia dụng võng, ghế nếu có thông số thì sẽ có một thông số là tĩnh lực. Các anh cứ tưởng tượng là các anh nằm yên trên võng không sao nhưng các anh nhảy lên võng là lại có sao ngay). Thế nhưng dù khó tính toán, nhưng nó lại dễ khi dùng để giải thích các hiện tượng vì nó gần gũi hơn là công, động năng hay động lượng. Tôi sẽ không giải thích nguyên lý chiếc xe ở đây vì tôi chưa biết thím tủ sẽ thiết kế chiếc xe như thế nào. Khi nào thấy sản phẩm, nếu các anh cần thì tôi giải thích nguyên lý của nó.
Trong kĩ thuật, các thím sẽ thấy có những thiết bị rất vô lí. Nhưng đó chỉ là vô lí chủ quan, vô lí do con người nghĩ là vô lí chứ không phải là vô lí trái với định luật. Ví dụ thuyền chạy bằng dòng nước (không chèo, không động cơ) nhưng có thể chạy ngược dòng nước, hay dễ thấy hơn là thuyền buồm không chèo nhưng chạy ngược gió. Nghe tuy vô lí nhưng hoàn toàn không trái với các định luật khoa học. Mà nếu nó trái với định luật thì theo nguyên tắc nghiên cứu khoa học, thì khi thực nghiệm trái với lí thuyết thì lí thuyết phải sai chứ làm sao các anh lại không tin những chuyện mắt thấy tai nghe, dùng thước đo đạc được.
Ps: Nửa đêm tờ mờ sáng gõ bằng điện thoại có đôi chỗ lỗi typing, các anh thông cảm
via theNEXTvoz for iPhone