Đi xe đạp đỡ tốn sức hơn đi bộ! Bạn biết tại sao không?

  Những người biết đi xe đạp đều biết rằng trên cùng một đoạn đường, với cùng một thời gian thì đi xe đạp sẽ đỡ tốn sức hơn nhiều sao với đi bộ. Tại sao vậy? Câu hỏi có vẻ đơn giản đúng không? Thế nhưng không phải ai trong chúng ta cũng giải thích được một cách chặt chẽ và logic đâu nhé. Nào cùng tìm hiểu!

Tại sao đi xe đạp đỡ tốn sức hơn đi bộ?

    Cái gọi là đỡ tốn sức thực ra là việc tiêu hao năng lượng của người đi xe đạp ít hơn so với người đi bộ. Theo tính toán, một xe đạp tốt, vận hành với tốc độ không đổi trên đường bằng phẳng thì phải dùng lực có độ lớn 1N để khắc phục ma sát giữa xe và trục. Để duy trì xự chuyển động không ngừng của hai bánh xe cần thêm một lực 2N để thắng ma sát của mặt đất. Đi ngược hướng gió thì gặp sức cản nếu tốc độ xe là 24Km/h thì lực cản của gió là 9N. Như vậy cứ 1km thì người đi xe đạp cần tiêu hao năng lượng vào khoảng 12000 J.

   

 

Đi bộ

   Thế nhưng với một người đi bộ năng lượng tiêu hao còn lớn hơn. Theo phương pháp tương tự như trên ta cũng tính ra được. Khi đi bộ trọng tâm của thân người sẽ không ngừng nhô lên, tụt xuống, cú đi bộ một bước sẽ tương đương với nhảy lên cao theo phương thẳng đứng một lần với độ cao tầm 15cm. Đối với một người có trọng lượng 700N thì mỗi bước đi tiêu tốn 100J năng lượng để nhấc thân mình lên. Thêm nữa khi bàn cham tiếp xúc với mặt đất sinh nhiệt và tạo thành tiếng kêu làm mất một phần năng lượng . Nói chung với 1km đường đi bởi 900 bước chân thì năng lương tiêu hao đã vào tầm 90000J. Đã lớn hơn rất nhiều so với việc đi xe đạp. Xét một cách sơ qua thì đi bộ đã tốn năng lượng hơn rất nhiều so với việc đi xe đạp.

Những điều lý thú về toa xe lửa

   Đã có người từng hỏi tôi về một vấn đề mà có lẽ khá nhiều bạn không nghie tới " Tại sao đẩy một toa xe lửa dời vị trí thường khó khăn hơn việc hãm cũng chính toa xe đó khi nó đang chạy?". Câu hỏi này tưởng chừng như đơn giản và có vẻ hơi vớ vẩn tuy nhiên tìm hiểu sâu hơn thì ta lại thấy được một cách cặn kẽ cơ học trong cuộc sống
 
 

Toa xe lửa

   Có thể nói thêm là , không những khó hơn mà hoàn toàn không đẩy nổi nếu tác dụng của lực là quá nhỏ. Muốn hãm dừng một toa xe chở hàng rỗng không đang chuyển động đều trên đường nằm ngang khi trục xe bôi dầu mỡ tốt thì chỉ cần một lực cỡ 150N là đủ. Trong khi đó cũng với toa xe ấy đứng yên thì với lực dưới 600N ta không thể dịch chuyển nổi nó.

   

   

Toa xe lửa đứng yên

   Nguyên nhân không phải là chỉ trong những giây đầu tiên cần đặt thêm lực phụ để đưa toa xe chuyển động với vận tốc cần thiết (lực này không lớn lắm); mà nguyên nhân ở đây chủ yếu là do điều kiện tra dầu mỡ của toa xe đứng yên. Lúc bắt đầu chuyển động, dầu mỡ còn chưa phân phối đều trong khắp ổ trục, và cũng vì thế mà toa xe lúc bấy giờ khó chuyển động. Nhưng bánh xe vừa quay được một vòng thì điều kiện bôi trơn hoàn hảo hơn , việc duy trì chuyển động sẽ dễ hơn rất nhiều.

Bài toán về hai chiếc xuống - Bạn đã biết chưa?

   Trong thực tế có nhiều câu hỏi đưa ra có vẻ đơn giản, tuy nhiên vì suy nghĩ không cẩn thận nên chúng ta thường đưa ra câu trả lời mang tính trực giác và hầu hết chúng đều không chính xác. Một trong số đó có thể kể đến bài toán về hai cái xuồng trên hồ.

 1, Nội dung bài toán:

   Trên hồ có hai cái xuồng như nhau đang tiến lại gần bờ. Hai người chở xuồng dùng dây để kéo xuồng vào bờ. Ở đầu dây bên kia một xuống được buộc vào cọc cố định trên bờ, cái còn lại do người thứ 3 cầm đầu kia vf kéo. Lực tác dụng của cả 3 người đều như nhau.
  Hỏi xuồng nào cập bến trước?

   

Xuồng - Hình minh họa

2, Lời giải

   Mới nhìn có thể cho rằng, chiếc xuồng do hai người kéo sẽ cập bến trước bởi vì  đơn giản, hai người kéo thì lực tác dụng gấp đôi trong khi quãng đường như nhau. Tuy nhiên nếu nghĩ kỹ hơn liệu xuồng ấy có chịu lực tác dụng gấp đôi? Thực tế nếu người chở xuồng và thủy thủ, cả hai cùng kéo dây thì sức căng của dây chỉ bằng một lực mà thôi. Nói cách khác lực tác dụng cũng không khác chiếc thuyền kia vì vậy chúng sẽ về đích cùng lúc như nhau.

   

 

Hai chiếc xuồng - Minh họa

Vật lý vui - Vì sao cái diều có thể bay lên trời?

   Vào ngày thời tiết thuận lợi đến đồng quê thả diều  là một việc hấp dẫn đối với tất cả chúng ta. Khi con diều bay mang lại niềm vui cho người chơi diều, cảm giác có thể điều khiển diều cũng rất tuyệt vời. Thế nhưng có bao giờ bạn tự hỏi vì sao diều lại có thể bay lên trời được chưa? Đó không hẳn là một câu hỏi dễ đâu nhé. Hãy cùng nhau đi tìm câu trả lời nào.
 
 

Vì sao cái diều có thể bay lên trời?

1. Hai điểm then chốt để diều có thể bay lên

•    Diều phải đón được gió
•    Diều phải nghiêng xuống dưới

2. Quá trình bay lên của diều

   Vào lúc diều đưa mặt ra đón gió, không khí thổi vào mặt diều, do bị cản trở nên trong một thời gian ngắn tốc độ đã giảm xuống rất nhiều. Vào lúc tốc độ gió bị giảm xuống đột ngột, áp lực của nó sẽ tăng lên rất nhanh. Bởi vì mặt diều nghiên xuống dưới nên áp lực gió vuông góc với mặt nghiêng đó. Lực này lớn hơn trọng lực của diều nên đẩy diều bay lên phía trên. Vì vậy vào lúc gió nhỏ, người thả diều phải vừa chạy vừa thả để áp lực gió đủ lớn.  

    

Quá trình bay lên của diều

   Khi diều đã bay lên cao thỉnh thoảng bị lắc qua lắc lại, thậm chí chúi xuống mặt đất. Làm thế nào để nó bay ổn định? Rất đơn giản, có thể đính vào phía dưới của diều một dải giấy hoặc tua giấy. Nó giúp điều chỉnh trọng tâm của diều hướng xuống dưới, giúp khôi phục trọng tâm khi diều bị nghiêng.
 

Đính giấy vào phần dưới của diều

 
   

Vật lý vui - Bí mật về đôi quang gánh của mẹ

   Với người dân Việt Nam chúng ta, đôi quang gánh là hết sức quen thuộc. Nó đã gắn liền với đôi vai gầy của bà, với những khó nhọc của mẹ. Tuy nhiên không phải ai cũng có thể hiểu rõ về tác dụng của nó. Hôm nay, trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu rõ hơn về điều này.

 

Bí mật về đôi qung gánh

1. Đòn gánh cho ta lợi về sử dụng lực như thế nào?

   Vốn  đòn gánh có tính đàn hồi, sau khi hai đầu đặt vật nặng, nó hơi cong xuống dưới. Khi người gánh di chuyển về phía trước, thân người lúc nhô cao, lúc xuống thấp đòn gánh cũng lúc cong lúc thẳng, nhún nhẩy lên xuống. Nếu quan sát kỹ chúng ta có thể thấy bước đi của người gánh và  sự thay đổi của chiếc đòn gánh có tiết tấu nhất định. Khi đòn gánh biến thành cong thì vật nặng ở hai đầu trĩu xuống, đòn gánh ép lên vai người gánh, khi đòn gánh thẳng trởi lại, vật nặng hai đầu nhô lên, áp lực lên vai người gánh gần như biến mất.  

Đòn gánh cong xuống dưới.

 Vì vâỵ nếu khi gánh mà điều chỉnh tốt nhịp điệu bước đi sao cho khi đòn gánh nhô lên thì vừa lúc chúng ta bước tới và cong xuống khi chân vừa tiếp xúc với đất sẽ không cản trở bước đi và đỡ được vật nặng mà cảm giác đỡ tốn sức hơn rất nhiều.

2, Động tác khi gánh mang lại lợi ích gì?

   Quan sát kĩ ta thấy người gánh thường dùng hai tay kéo vật nặng vào phía trong. Đây là một cách khôn khéo để đỡ tốn sức. Nếu người gánh không dùng hai tay kéo giữ thì toàn bộ trọng lực vật gánh sẽ ép lên vai, diện tích tiếp xúc với vai nhỏ nên độ nén lớn làm vai đau và nhanh mỏi. Nếu kéo vật nặng vào trong hai tay sẽ chia sẻ bớt một phần trọng lực cho vai nên người gánh cảm thấy dễ chịu hơn

 

Kéo vật nặng vào phía trong

Một số vấn đề cơ bản về lăng kính - Vật lý 11

   Lăng kính là một nội dung thuộc chương trình vật lý 11, tuy nhiên có nhiều phần được sử dụng kết hợp với kiến thức lớp 12 để ra đề trong các kì thi. Vì vậy việc nắm vững kiến thức ngay từ đầu là hết sức cần thiết. Nội dung bài hôm nay sẽ giúp bạn tóm tắt các vấn đề căn bản có liên quan tới lăng kính

 

Một số vấn đề cơ bản về lăng kính

1. Cấu tạo

   Lăng kính là một khối chất trong suốt có dạng lăng trụ đứng. Lăng kính có dạng lăng trụ đứng tam giác là loại chúng ta bắt gặp nhiều nhất trong các thí nghiệm cũng như các kì thi.

2. Chiết suất của lăng kính

   Chiết suất n của lăng kính là chiết suất tỉ đối của chất liệu tạo ra lăng kính so với môi trường xung quanh

       

3. Đường đi của tia sáng qua lăng kính

a) Đối với lăng kính có chiết suất lớn hơn 1

   

Khi cho tia sáng rọi qua lăng kính, tia ló xuất hiện phía sau lăng kính sẽ bị lệch về phía đáy

b) Đối với lăng kính có chiết suất nhỏ hơn 1

    

Ngược lại với trường hợp trên lần này tia sáng có xu hướng lệch hơn về phía đỉnh lăng kính

4. Công thức cần thiết của lăng kính khi đặt trong môi trường không khí

   

   Ta có các công thức cơ bản

   

Tiếp theo với góc chiết quang A nhỏ, hoặc góc tới i nhỏ ( <0,174rad) ta lại có:

   

Những điều cần biết về máy cơ đơn giản - Vật lý 6

  Trong chương trình Vật lý 6 chúng ta đã được trang bị khá nhiều kiến thức cơ bản. Trong đó có một phần mà mình cho là khá hấp dẫn và được ứng dụng khá nhiều trong cuộc sống đó là phần Máy cơ đơn giản. Vậy bạn đã biết nhiều về chúng chưa? Nào chúng ta cùng tìm hiểu.

Làm thế nào để đưa đoạn ống lên?

1. Giới thiệu chung về máy cơ đơn giản

   Định nghĩa một cách ngắn gọn máy cơ đơn giản là các thiết bị dùng để biến đổi lực tác dụng (về cả hướng và độ lớn)

2. Đặc điểm và một số loại máy cơ đơn giản thường gặp

   Một đặc điểm quan trọng mà chúng ta cần chú ý là tất cả các máy cơ đơn giản đều không cho lợi về công, chúng chỉ giúp chúng ta thay đổi độ lớn và hướng của lực tác dụng cho phù hợp với điều kiện bên ngoài. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại. 

   Trong đời sống ta thường bắt gặp 3 máy cơ đơn giản là ròng rọc, đòn bẩy và mặt phẳng nghiêng

   a) Ròng rọc:

   Đây là máy cơ được dùng khá phổ biến với mục đích đưa các vật lên cao. Ròng rọc cho ta lợi về lực nhưng lại thiệt về đường đi. Có 2 loại ròng rọc được sử dụng là ròng rọc đơn và ròng rọc kép.(Xem hình vẽ)

Ròng rọc đơn

Ròng rọc kép

b) Mặt phẳng nghiêng

   Mặt phẳng được con người khám phá và sử dụng từ rất sớm và không thể phủ nhận những lợi ích mà nó mang lại. Như chúng ta đã biết hầu hết việc xây dựng các kim tự thấp cổ đại đều sử dụng nhiều tới nó để di chuyển các khối cấu kiện. Mặt phẳng nghiêng cũng cho ta lợi về lực nhưng thiệt về đường đi.

   

Một cách giải quyết khá đơn giản cho yêu cầu đầu bài 

c) Đòn bẩy

  Cũng rất phổ biến trong cuộc sống, đòn bẩy khá hữu ích cho chúng ta để giải quyết một số trường hợp. Đòn bẩy cho ta lợi về lực và hướng tác dụng lực nhưng cũng thiệt về đường đi. Việc áp dụng đòn bẩy cẩn biết tính toán độ dài của đòn cho phù hợp cũng như tạo điều kiện tốt nhất để thực hiện

Thêm một cách giải quyết khác.

 

  Ngoài 3 loại máy cơ nêu trên, thời kỳ Phục hưng các nhà khoa học đã tìm và phân loại thêm 3 loại máy cơ đơn giản nữa đó là: 

•        Bánh xe và trục
•        Con nêm
•        Đinh ốc

Chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về chúng trong các bài viết tiếp theo.