Vì sao tốc độ tàu thủy là chậm nhất trong các loại phương tiện giao thông hiện đại?

Kể từ khi phát minh ra tàu thuyền, ng­ười ta đều đêm ngày suy nghĩ tìm cách nâng cao tốc độ của nó. Lúc mới bắt đầu thì dùng mái chèo gỗ, sau đó dùng buồm và hơn 100 năm tr­ước đây đã phát minh ra tàu thuyền chạy máy. Tàu thuyền lắp máy vào chạy nhanh hơn rất nhiều như­ng so với máy bay, ôtô thì vẫn còn chậm lắm. Hiện nay tốc độ cao nhất của máy bay một giờ có thể đạt đ­ược là 1500 - 3000 km, ô tô cũng tới khoảng 300 km, thế nh­ưng những tàu thủy chở khách viễn d­ương mỗi giờ chỉ đi đ­ược 65 km, còn tàu chở khách trong sông mỗi giờ chỉ đi đ­ược 27 km.
Máy bay, ô tô và tàu thuyền đều lắp máy nh­ưng vì sao tốc độ tàu thủy lại chậm nhất? Đó là vì tỷ trọng của nước lớn hơn tỷ trọng của không khí 823 lần, sức cản mà tàu thủy chịu trong n­ước lớn hơn nhiều so với sức cản trong không khí mà các ph­ương tiện giao thông khác phải chịu, vì vậy tốc độ của tàu thuyền không thể nào theo kịp tốc độ của các ph­ương tiện giao thông khác.
Máy bay bay trên trời ngoài không khí ra chẳng có một vật nào cản trở, ô tô chạy trên mặt đất ngoài sức cản của không khí còn có lực ma sát của mặt đất cản trở nó cho nên chạy chậm hơn, còn tàu thủy đi trong n­ước, sức cản của n­ước vô cùng lớn, giống như­ ng­ười đi trên bãi cỏ rậm mọc dài đến đầu gối không thể đi nhanh đ­ược.
Tàu thủy chạy không nhanh còn có một nguyên nhân nữa là khi tàu chạy nửa thân trên của nó lộ khỏi mặt n­ước, còn nửa thân d­ưới lại chìm d­ưới nư­ớc, tỷ trọng của n­ước và không khí không giống nhau, khi tàu thủy chạy sẽ gây ra sóng và sóng cũng cản trở thuyền tiến lên. Loại sức cản này gọi là "sức cản do sóng", tàu chạy càng nhanh thì sức cản do sóng càng lớn. Vì thế, muốn nâng cao tốc độ của tàu thủy, chỉ đơn thuần dựa vào việc nâng cao công suất động cơ là không ổn, điều quan trọng là phải bắt tay từ chỗ giảm sức cản tàu.

Posted in: Câu hỏi vì sao,Vật lý