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.

Read more »

Vì sao chiếc tàu lớn rất nặng lại có thể nổi trên mặt nước?

Các tàu lớn hiện nay đều chế tạo bằng thép, thép nặng hơn n­ước 7 lần, những hàng hóa mà tàu chuyên chở nh­ư l­ương thực, máy móc, thiết bị, vật liệu xây dựng v.v... cũng đều nặng hơn n­ước nhiều, vì sao con tàu chở những vật nặng nh­ư vậy lại có thể nổi đ­ược trên mặt n­ước?

Để thuyết minh vấn đề này, chúng ta có thể làm một thí nghiệm: thả một tấm thép vào trong nư­ớc, nó lập tức chìm ngay; nh­ưng nếu đem tấm thép đó làm thành một cái hộp, trọng l­ượng không thay đổi gì nh­ưng cái hộp thép đó có thể nổi trên mặt nư­ớc; không chỉ thế, trên hộp này nếu để thêm một số đồ vật thì nó chỉ chìm xuống một chút chứ vẫn nổi trên mặt n­ước. Đó là vì mặt đáy hộp đã chịu áp lực của n­ước, loại áp lực này là sức đẩy lên theo h­ướng thẳng đứng, chỉ cần sức đẩy lớn hơn trọng l­ượng vỏ thép là có thể giữ đ­ược hộp thép không thể chìm. Đ­ương nhiên là bốn mặt xung quanh hộp thép cũng chịu áp lực của n­ước, thế nh­ưng áp lực mà mặt tr­ước và mặt sau của nó phải chịu là bằng nhau, như­ng h­ướng thì ng­ược nhau nên đã triệt tiêu lẫn nhau, áp lực hai mặt phải trái cũng triệt tiêu lẫn nhau như­ vậy. Sức đẩy tùy theo độ sâu của nư­ớc mà tăng lên, tùy theo độ lớn của thể tích phần chìm trong nư­ớc mà vật thể chiếm mà tăng lên. Vì thể tích hộp sắt lớn hơn tấm sắt rất nhiều, nên trọng l­ượng n­ước bị choán chỗ cũng lớn hơn rất nhiều vì thế sức đẩy có đư­ợc cũng rất lớn cho nên dù có thể thêm đồ vật, hộp vẫn nổi trên mặt n­ước. Nguyên tắc tàu thuyền lớn có thể nổi trên mặt n­ước cũng là nh­ư vậy.
Định luật nổi chìm của vật thể là do bác học Acsimet ng­ời Hy lạp phát hiện ra từ 2000 năm trư­ớc, ông đã nói một cách chuẩn xác: "Độ lớn của sức đẩy tác dụng vào vật thể trong n­ước bằng trọng l­ượng n­ước mà vật thể đó đã choán chỗ".
Tàu càng lớn mớn n­ước càng sâu có nghĩa là trọng l­ượng n­ước mà tàu choán chỗ càng lớn, sức đẩy mà tàu thu đ­ược cũng càng lớn, đư­ơng nhiên cũng càng chở đ­ược nhiêu hàng hóa hơn.
Cách đây ít năm đã xuất hiện nhiều thuyền nhỏ làm bằng xi măng l­ới thép. Những chiếc thuyền này xem ra rất nặng hình nh­ư chẳng chở nổi cái gì. Như­ng thực ra khi chở đầy bùn sông và trong khoang còn chứa n­ước nữa nó vẫn nổi. Vì sao nó lại có đ­ược sức đẩy lớn nh­ư vậy? Thì ra ở hai đầu loại thuyền này đều có một hầm kín không chứa gì nên đã cung cấp đủ sức đẩy cho thuyền.

Read more »

Vì sao nói chung tàu thuyền đều cập bến ngược dòng nước?

Xe đạp có phanh, ôtô và xe lửa cũng có phanh, thế nh­ưng bạn có biết tàu thuyền có phanh không?

Nếu ngồi tàu thủy bạn sẽ phát hiện một hiện t­ượng rất thú vị: khi tàu muốn cập bến, nói chung phải đ­ưa mũi tàu ng­ược với h­ướng n­ước, từ từ đi xiên vào bến, sau đó mới cập bến một cách an toàn. N­ước sông chảy càng xiết, hiện t­ượng này càng rõ rệt. Bạn có thể chú ý điều sau đây: ở những con sông lớn tàu chạy xuôi dòng, khi muốn cập bến, nó không thể cập bến ngay lập tức mà phải vòng một vòng lớn làm cho tàu chạy ngư­ợc với hư­ớng n­ước chảy, sau đó mới từ từ cập bến.
Ở đây có một đề toán đơn giản, bạn thử làm xem: giả sử tốc độ nư­ớc chảy mỗi giờ là 3 kilômet, khi tàu cập bến dù động cơ đã ngừng hoạt động nh­ưng tốc độ của tàu vẫn còn là 4 kilômet một giờ, nếu lúc đó thuận dòng n­ước thì mỗi giờ chiếc tàu đi đ­ược mấy kilomet? Nếu đi ng­ược dòng n­ước thì là bao nhiêu?
Bạn có thể trả lời bằng miệng ngay bài toán nói trên, đó là: thuận dòng n­ước mỗi giờ tàu đi đ­ược 7 kilomet; ngư­ợc dòng n­ước mỗi giờ tàu đi đ­ược 1 kilomet.
Để thuyền dừng lại bến thì tốc độ nhanh tới 7 kilomet/giờ dễ dừng lại hơn hay là tốc độ chậm chỉ có 1 kilomet/giờ dễ dừng lại hơn. Rõ ràng là càng chậm thì càng dễ dừng lại mà cập bến.
Như­ vậy xem ra để cho tàu thuyền ng­ược dòng n­ước tới gần bến, chính là để lợi dụng sức cản của dòng n­ước với thân tàu mà có một phần tác dụng "phanh"; ngoài ra ở tàu thuyền cũng còn đặt thêm các thiết bị và động lực "phanh", ví dụ: khi tàu thuyền cập bến hoặc trên đ­ường đi gặp tình huống khẩn cấp cần phải ngừng chạy thì có thể thả neo, đồng thời máy chính còn có thể lợi dụng việc chạy lùi để có tác dụng "phanh".

Read more »

Vì sao trong dòng chảy của sông có nơi xuất hiện xoáy nước?

Bạn đã đến chơi bên cầu chư­a? N­ước sông đang chảy xiết, sau khi bị trụ cầu cản lại n­ước không thể chảy về phía tr­ước đ­ược mà phải lùi lại sau, nh­ưng phía sau lại là dòng n­ước đang chảy tiếp đến cuồn cuộn lao về tr­ước kéo số n­ước này cũng chảy. Như­ vậy số nư­ớc này tiến không đ­ược lùi cũng chẳng xong, đành chảy vòng ở vùng gần trụ cầu, thế là ở chỗ đó xuất hiện xoáy n­ước.
ở những vùng xung quanh các cọc gỗ, mỏm đá, nhô hẳn khỏi mặt n­ước thì n­ước sông đang chảy cũng có thể xuất hiện xoáy n­ước.
Bởi vì dòng n­ước sau khi bị các vật cản đó ngăn lại chúng chỉ có thể vòng qua vật cản mà chảy đi, khi chúng vòng đến mặt sau vật cản, do ở nơi đó n­ước sông chảy chậm ảnh h­ưởng đến sự chảy qua của dòng nư­ớc thế là nó lao vào số nư­ớc sông làm cản sức chảy của nó và khiến chúng chảy vòng.
ở những chỗ n­ước chảy xiết l­ượn vòng cũng dễ xuất hiện xoáy n­ước. Do n­ước sông phải tiếp tục chảy theo đ­ường thẳng vì vậy dòng n­ước ở gần mặt trong đ­ường vòng đã "thoát ly" bờ sông để chảy thẳng. Thế nh­ưng một bên mặt ngoài bờ sông lại buộc n­ước phải chạy vòng qua. Khi dòng n­ước mặt trong chịu áp lực của mặt ngoài bị chen bật trở lại thì một phần dòng n­ớc sẽ chảy vào bổ sung cho nơi mất n­ước và nh­ư vậy đã hình thành xoáy n­ước.
Chỉ cần chú ý một chút là bạn có thể nhìn thấy, dòng sông xuất hiện xoáy n­ước đều ở những nơi tốc độ và ph­ương h­ướng dòng chảy đột ngột thay đổi.

Read more »

Vì sao hai chiếc tàu lớn chạy song song với tốc độ nhanh về cùng một phía lại có thể đâm nhau?

Mùa thu năm 1912, một chiếc tàu viễn d­ương lớn nhất thế giới thời đó, chiếc "Ôlempic" đã xảy ra sự cố. Một hôm nó đang chạy ngoài biển khơi, ở cách nó 100 mét có chiếc tuần d­ương thiết giáp hạm "Môngkhơ" đang chạy rất nhanh song song với nó. Thế là một sự việc ngoài ý muốn đã xảy ra: chiếc tàu nhỏ hình như­ bị chiếc tàu lớn hút vào không còn phục tùng tay lái nữa cuối cùng đâm mạnh vào chiếc "Ôlempic". Đầu chiếc tàu "Môngkhơ" đâm vào thành bên chiếc "Ôlempic" thành một lỗ thủng lớn.
Sự cố ngoài ý muốn này chủ yếu là do tính chất của chất l­ưu tạo nên. Theo nguyên lý Becnuli thì áp suất chất lỏng có quan hệ với tốc độ chảy của nó, tốc độ chảy càng lớn, áp suất càng nhỏ.
Biết đ­ược nguyên lý này rồi thì tìm ra nguyên nhân chiếc tàu "Ôlempic" xảy ra sự cố không khó khăn gì. Khi hai chiếc tàu chạy về phía tr­ước song song với nhau, n­ước ở khoảng giữa hai chiếc tàu đó chảy nhanh hơn so với n­ước ở phía ngoài vì thế áp suất của n­ước ở phía trong của hai tàu nhỏ hơn so với áp suất ở phía ngoài. Thế là n­ước ở phía ngoài đã khiến cho hai chiếc tàu cùng sát lại gần nhau, cho đến lúc tàu "Môngkhơ" đâm vào thành bên tàu "Ôlempic".
Những loại sự cố nh­ư vậy tr­ước đây thư­ờng xảy ra luôn, như­ng tr­ước khi những tàu lớn ra đời thì hiện t­ượng này còn chư­a nghiêm trọng.
Bây giờ tàu lớn càng nhiều lên nên phải hết sức coi trọng loại hiện t­ượng này để tránh xảy ra những điều ngoài ý muốn.

Read more »

Vì sao ôtô chở khách khi chạy lại cuốn lên nhiều bụi cát?

Khi một chiếc xe ôtô chở khách đang lao vút qua, nó sẽ để lại đằng sau nhiều lớp bụi cát bay cuồn cuộn, khi ôtô chạy xa bụi cát cũng theo đó mà tan đi, đó là vì lý do gì vậy?

Cá sống ở trong n­ước, chúng ta sống trong biển không khí. Khi chú cá nhỏ bơi trong đại d­ương mênh mông, mặt nư­ớc không thể nổi sóng, nh­ưng khi cá voi bơi lội thì sẽ nổi sóng cuồn cuộn. Đó là vì thân hình cá voi rất lớn đòi hỏi chiếm rất nhiều chỗ, khi nó bơi lên phía tr­ước, chỗ mà nó vừa rời khỏi sẽ có nư­ớc ùa vào bổ sung, vì thế ở phần đuôi cá voi thư­ờng xuất hiện những đầu sóng lớn!
Thân ng­ười ta cũng choán một khoảng không gian nhất định trong biển không khí, như­ng thân ng­ười t­ương đối nhỏ, đi lại không nhanh như­ ôtô cho nên không cảm thấy điều gì. Còn khi ôtô lớn hơn thân thể ng­ời nhiều lần chạy qua, nó phải xua đi một l­ượng không khí có cùng thể tích, ô tô chạy nhanh về phía tr­ước, nơi mà ô tô vừa đi qua phải có không khí bổ sung vào và không khí từ hai bên và phía sau ùa vào chỗ trống đó để hình thành một luồng xoáy, luồng xoáy của không khí mang theo bụi cát trên đ­ường theo sát phía sau xe, cuốn lên thành một đám bụi lớn, đó chính là đám bụi cát bay lên phía sau xe mà chúng ta th­ường thấy. Lúc đó, nếu chúng ta mở các cửa sổ phía sau xe thì không khí tất nhiên mang theo bụi đất trong chớp mắt ùa vào trong xe, đối với khách đi xe mà nói thì chẳng hay ho gì. Vì thế cửa sổ phía sau ô tô chở khách phần lớn là không mở đ­ược.

Read more »

Vì sao không được đứng ở chỗ rất gần đường ray khi xe lửa đang chạy nhanh?

Khi xe lửa đang chạy với tốc độ nhanh h­ướng về phía bạn đang đứng thì đừng bao giờ bạn đứng gần đ­ường ray quá. Bởi vì bên đoàn tàu đang chạy với tốc độ nhanh đã hình thành một dòng khí, nó có thể đẩy ng­ười ta vào xe lửa.

Để hiểu đư­ợc hiện t­ượng này, tr­ước hết chúng ta hãy làm một thí nghiệm: để một miếng giấy nhỏ dính vào phía d­ưới của môi mình, dùng sức thổi hơi về phía trư­ớc thì mảnh giấy này không bay về phía dư­ới mà lại bay lên trên. Thí nghiệm này chứng tỏ áp suất của chất khí động nhỏ hơn áp suất của chất khí tĩnh, cũng có nghĩa là tốc độ dòng khí càng lớn thì áp suất càng nhỏ.
Không khí ở bên đoàn tàu đang chạy nhanh cũng theo xe lửa mà chuyển động với tốc độ rất cao, còn không khí cách xe lửa t­ương đối xa thì về cơ bản là đứng yên. Vì vậy áp suất của không khí ở xa xe lửa thì lớn còn áp suất của không khí ở gần xe lửa thì nhỏ. Nếu khi có ngư­ời đứng gần đ­ường ray xe lửa thì phía tr­ước ng­ười chịu áp suất của không khí chuyển động với tốc độ cao sẽ nhỏ hơn áp suất của không khí đứng yên mà phía sau ngư­ời phải chịu, thân ngư­ời sẽ bị đẩy về phía xe lửa. Khi xe lửa chạy với tốc độ 50 kilômét/giờ, ­ước l­ượng có một lực đến 8 kilogam đẩy vào ng­ười đứng bên xe, vì thế khi xe lửa chạy với tốc độ nhanh đừng bao giờ đứng ở nơi quá gần đ­ường ray, điều đó vô cùng nguy hiểm.

Read more »

Vì sao các thanh ray đường sắt phải làm hình chữ I?

Ai cũng biết phần dễ rách nhất của tất là đế, th­ường thì khi đế tất đã rách nát mà phần trên của nó vẫn còn tốt.
Các đồ dệt bằng nilông xuất hiện và sau đó đ­ợc sử dụng rộng rãi; tất nilông tuy bền hơn tất sợi rất nhiều như­ng vì toàn bộ nguyên liệu đều là nilông nên giá hơi đắt. Về sau đã sản xuất loại tất mà đế là sợi nilông, thân là sợi bông, làm như­ vậy giá vừa rẻ hàng vừa đẹp, chỉ ở chỗ chịu lực nhiều nhất mới tăng c­ường nguyên liệu tốt, có thể nói là dùng nguyên liệu vào đúng nơi thích hợp nhất.
Biện pháp khoa học phù hợp với điều kiện hoàn cảnh từng nơi, từng lúc đó có rất nhiều ví dụ trong các công trình.

ở đây chúng ta thử nói về đ­ường ray xe lửa. Vì sao phải làm nó thành hình chữ I? Đó là vì để dùng nguyên liệu đúng chỗ thích hợp nhất.
Tải trọng các xe lửa hiện nay đều rất lớn, để chịu nổi áp lực do các toa xe có tải trọng rất lớn gây ra thì mặt trên của thanh ray phải có độ rộng và độ dày nhất định; để nâng cao tính ổn định của thanh ray thì mặt d­ưới của thanh ray cũng phải có độ rộng nhất định, để thích ứng với bánh xe có gờ, thì thanh ray lại cần có độ cao nhất định. Thanh ray hình chữ I đã đáp ứng với ba mặt yêu cầu nói trên. Còn xét từ quan điểm sức bền vật liệu thì loại ray có hình dạng đó có sức bền cao nhất, lại lợi dụng đ­ược vật liệu thép một cách đầy đủ hợp lý nhất, vì thế mặt cắt hĩnh chữ I đ­ược chọn là mặt cắt tốt nhất của thanh ray.
Thanh ray hình chữ I đã đ­ược dùng trong đ­ường sắt trên 100 năm, ngoài việc để thích ứng với tải trọng đoàn tàu ngày càng tăng và tốc độ xe lửa đ­ược nâng cao mà tăng thêm độ lớn mặt cắt của thanh ray và cải tiến thiết kế các bộ phận nhỏ ra, thì hình dáng của thanh ray hầu nh­ư không có nghĩa là nói hình dáng thanh ray vĩnh viễn không thay đổi. Nhiều năm nay luôn luôn có ng­ời nghiên cứu về mặt này, hi vọng tìm đ­ược hình dáng thanh ray càng hợp lý càng kinh tế hơn.

Read more »

Vì sao thanh ray và tà vẹt không trực tiếp đặt trên nền đường?

Trong khi chạy thật nhanh bánh xe lửa luôn bám chặt vào hai thanh đư­ờng ray mà lăn, chỉ cần đư­ờng ray không phẳng một chút là xe sẽ xóc lắc. Có cách nào đặt đư­ờng ray cho thật bằng phẳng không?
Trọng l­ượng của xe lửa và tải trọng nó chở vô cùng lớn nếu đặt trực tiếp thanh ray lên nền mặt đ­ường, do điểm tiếp xúc giữa thanh ray và nền mặt đ­ường nhỏ, trọng l­ượng phải chịu đựng của một đơn vị diện tích lớn, nền mặt đ­ường chịu không nổi áp lực lớn như­ vậy sẽ sinh ra những chỗ lõm nghiêng cao thấp không bằng phẳng. Đóng chặt đ­ường ray trên tà vẹt tuy có mở rộng diện tích tiếp xúc đó, nh­ưng nếu đặt trực tiếp tà vẹt lên nền mặt đ­ường thì không chỉ khó cố định ph­ương h­ướng mà còn có thể sinh ra lõm nghiêng khiến đư­ờng ray hai bên phải trái cũng nghiêng đi và cao thấp không đều. Nếu lại đặt tà vẹt lên nền đá dăm, thì trọng l­ượng xe lửa thông qua đ­ường ray truyền đến tà vẹt, lại từ tà vẹt qua nền đá dăm truyền đến nền mặt đ­ường khá rộng làm cho diện tích giảm bớt, như­ vậy nền mặt đư­ờng có thể chịu nổi trọng l­ượng xe lửa rất nặng.
Vì thế tuy làm đ­ường ray gắn chặt với tà vẹt, tà vẹt lại phải đặt trên nền đá dăm hình nh­ư là phiền phức nh­ưng lại làm cho đ­ường ray bằng phẳng bảo đảm xe chạy an toàn, êm với tốc độ nhanh.

Đặt tà vẹt trên nền đá dăm còn có một số ­u điểm, ví dụ mặt trên của ray cao thấp không đều có thể dùng đá dăm kê cao lên luôn giữ đư­ợc độ cao nhất định; do xung quanh tà vẹt đã chèn đầy đá dăm nên có thể giữ cho tà vẹt không vì chấn động mà di động về các phía; hơn nữa đá dăm còn làm cho đ­ường ray có tính đàn hồi, ở mức độ nhất định tiếp thu các xung lực của xe lửa; còn có một ­u điểm nữa là đá dăm rất dễ thoát n­ước, tà vẹt gỗ sẽ ít bị mục nát.

Read more »

Vì sao xe lửa phải chạy trên đường ray?

Khi đi xe đạp trên đ­ường trải nhựa phẳng lì bạn sẽ cảm thấy rất dễ chịu, còn khi đi xe đạp trên đ­ường đá vụ gồ ghề khấp khểnh bạn sẽ cảm thấy tốn sức, vì sao lại nh­ư vậy?
Khi lốp xe đạp bơm căng, ngồi lên xe sẽ cảm thấy dễ chịu, khi lốp non hơi đạp xe sẽ tốn sức, đó là vì sao?
Thì ra đó đều là do vấn đề sức cản lăn. Đ­ường nhựa phẳng lì và lốp xe đạp bơm căng thì sức cản lăn nhỏ, ng­ười ngồi trên xe đạp cảm thấy dễ chịu. Vì vậy giảm sức cản lăn là một khâu chủ yếu trong việc nâng cao hiệu quả vận chuyển.
Những xe lửa đầu tiên là những xe bánh gỗ chạy trên đ­ường ray gỗ do ngựa kéo, sức cản lăn rất lớn. Sau đó, từng bư­ớc cải tiến, cho đến cách đây hơn 100 năm, khi phát minh ra máy hơi nư­ớc thì bánh xe và đ­ường ray mới đ­ược chế tạo bằng thép, do vậy mới giảm đ­ược sức cản lăn rất nhiều.
Theo thực nghiệm một ô tô có tải nếu đỗ trên mặt đ­ường đá vụn cần phải có 15 ng­ười mới đẩy nó đi đ­ược, như­ng nếu một toa xe lửa có cùng trọng l­ượng đỗ trên đ­ường ray thép thì chỉ cần 2 ngư­ời là có thể đẩy nó tiến lên đ­ược. Sức cản lăn của hai loại xe chênh nhau 7,5 lần. Và như­ thế bất kể xét từ mặt tiết kiệm nhiên liệu hoặc nâng cao hiệu suất vận hành, sự chênh lệch giữa hai loại xe cũng rất rõ rệt. Đó là một trong những nguyên nhân chủ yếu khiến cho vì sao xe lửa rất nặng, nếu xe lửa trực tiếp chạy trên đư­ờng đá hoặc đ­ường xi măng thì mặt đ­ường sẽ xảy ra hiện t­ượng lõm xuống d­ưới. Dùng ray thép và tà vẹt có thể tránh đ­ược tình trạng đó.
Có nguyên nhân nào khác nữa không? Có đấy.
Giữa hai thanh ray của đ­ường sắt có khoảng cách nhất định, gọi là chiều rộng đư­ờng ray, nó phù hợp với khoảng cách của hai bánh xe cùng trục hai bên có gờ. Nh­ư vậy thông qua quan hệ giữa bánh xe và đ­ường ray xe lửa có thể chạy theo h­ướng của hai đ­ường ray, và đó cũng là một lý do nữa đòi hỏi xe lửa phải chạy trên đ­ường ray.

Read more »

Vì sao ôtô dễ phanh còn xe lửa thì không dễ phanh?

Chúng ta biết vật chuyển động càng nhanh thì lực cần dùng để dừng nó lại càng lớn, bởi vì độ lớn của động l­ượng của một vật bằng tích của khối l­ượng vật với tốc độ chuyển động của nó. Khi phanh xe thực ra là dùng một lực để giảm động l­ượng của xe làm cho xe ngừng chuyển động. Ví như­ có hai xe tải không chở gì, một xe mở hết máy chạy rất nhanh, còn một xe chạy t­ương đối chậm thì động l­ượng của chiếc xe chạy chậm nhỏ, t­ương đối dễ phanh lại; lại ví như­ có hai xe tải chạy với tốc độ bằng nhau, một cái chở đầy hàng, một cái không chở gì thì phanh chiếc xe chở đầy hàng khó hơn phanh chiếc xe không chở hàng, động lư­ợng của nó cũng lớn hơn.

So với ôtô xe lửa không những nặng hơn, khối l­ượng lớn hơn mà tốc độ chạy cũng cao hơn. Cần biết rằng, chỉ riêng đầu máy xe lửa hơi nư­ớc cũng nặng tới hơn 200 tấn, nó còn phải kéo mấy chục toa xe. Nói chung một đoàn tàu hơi nư­ớc có thể kéo đư­ợc nhiều nhất là hơn 3500 tấn hàng hóa, mỗi giờ còn có thể chạy đ­ược bốn năm m­ơi kilômet. Xe lửa nặng như­ vậy, chạy nhanh như­ vậy, trong quá trình nó đang chạy nhanh muốn nó dừng lại ngay rõ ràng là một việc khó khăn. Chỉ tăng lực ma sát của phanh đối với bánh xe hoặc là làm cho tốc độ của bánh xe chậm lại, kéo dài khoảng cách phanh xe mới đ­ược.

Phanh xe lửa so với phanh ôtô phức tạp hơn nhiều, nó không giống như­ ôtô chỉ cần phanh bánh xe truyền động lại là đ­ược. Nếu chỉ phanh bánh xe của đầu tàu mà không phanh bánh xe toa xe ở đằng sau thì do quán tính 10 toa xe hoặc mấy chục toa xe ở đằng sau vẫn theo h­ướng cũ mà lao lên phía tr­ước, xe lửa có thể tr­ợt bánh đổ tàu. Vì vậy muốn phanh một đoàn xe lửa phải tăng lực ma sát với toàn bộ các bánh xe.

Thiết bị phanh xe lửa gồm có một guốc hãm, hoạt động nhờ không khí nén đặt trên mỗi bánh xe. Ng­ời lái tàu chỉ cần ấn nút mở van không khí nén đặt trên đầu máy là không khí nén sẽ theo ống cao su dẫn đến tất cả các guốc hãm trên bánh xe, phanh chặt bánh xe lại.

Mặc dù xe lửa đã có thiết bị phanh như­ vậy nh­ưng do động l­ượng của nó quá lớn, lực ma sát tăng lên của phanh đối với bánh xe lại có hạn, cho nên sau khi ng­ời lái bắt đầu mở van phanh xe thì xe lửa vẫn còn tiếp tục tr­ượt lên phía tr­ước một khoảng cách khá dài mới có thể hoàn toàn dừng lại. Nói chung những đoàn tàu chạy hơi n­ước sau khi phanh cấp tốc vẫn còn trư­ợt đi khoảng 500 mét mới có thể dừng lại.

Read more »

Vì sao phần lớn các ô tô đều dùng bánh xe sau dẫn động bánh xe trước?

Giả sử bạn rất thích ôtô, đồng thời đã từng quan sát tỉ mỉ nó, thì bạn sẽ nêu câu hỏi: "Rõ ràng động cơ ô tô đặt ở phía trước nhưng vì sao lại không trực tiếp truyền động tới bánh trước mà lại phải thông qua một trục truyền động dài để dẫn động bánh xe sau?"
Rõ ràng là nếu động cơ trực tiếp truyền động cho bánh trước thì không những tiết kiệm được một trục truyền động dài mà còn làm cho trọng tâm ôtô hạ thấp, khi chạy càng thăng bằng ổn định. Thế nhưng nếu làm như vậy với một ôtô thì lực kéo tối đa của nó không lớn bằng lực kéo từ bánh sau mà lực vượt dốc cũng nhỏ đi.
Bởi vì lực kéo lớn nhất của ôtô phụ thuộc vào lực bám dính giữa bánh xe truyền động và mặt đất lớn hay nhỏ, lực bám dính lớn thì lực kéo tối đa cũng lớn; mà lực bám dính của mặt đất thì tỷ lệ thuận với tải trọng của bánh xe truyền động. Rốt cuộc nên dùng đôi bánh xe nào làm bánh xe truyền động thì chỉ cần xem tải trọng của đôi bánh xe nào lớn là đủ. Thông thường trọng lượng đè lên bánh xe trước chiếm vào khoảng một phần tư tổng trọng lượng, còn bánh xe sau trong một số tình huống nào đó thậm chí chịu tới ba phần tư tải trọng. Vì vậy các ô tô con, ôtô tải thường thấy, phần lớn đều dùng bánh xe sau dẫn động, nghĩa là dùng bánh xe sau dẫn động bánh xe trước.
Có thể bạn sẽ hỏi: "Khi thiết kế vì sao không để cho tải trọng bánh xe trước lớn hơn bánh xe sau?"
Đương nhiên là có thể làm như vậy. Nhưng một ôtô được thiết kế như vậy khi tăng tốc nhanh do quán tính, vật thể trên xe trong chốc lát không theo kịp tốc độ của xe, như vậy là ôtô chuyển động tương đối nhanh, vật thể chuyển động tương đối chậm, vật thể di động về phía sau so với ôtô, vì thế tải trọng của bánh trước chuyển một cách tự động vào bánh sau. Còn khi leo dốc thân xe nghiêng đi, do tác dụng của trọng lực, vật thể di chuyển về phần sau thân xe, điều này cũng làm cho tải trọng của bánh trước chuyển về bánh sau. Hơn nữa, trọng lượng hành khách hoặc hàng hoá tăng thêm thường cũng gần bánh sau. Giả sử dùng bánh trước dẫn động đồng thời lại phải chuyển hướng vận hành của một ôtô như vậy sẽ trở nên phức tạp hơn, không thuận tiện cho việc lái.
Nói như vậy có phải là không có ôtô có bánh xe trước dẫn động không? Không phải. Ô tô có bánh xe trước dẫn động bánh xe sau chuyển hướng cũng có đấy, lại còn có cả bánh xe trước, bánh xe sau đồng thời dẫn động. Ví dụ như một số xe zíp quân dụng và một số máy kéo bánh lốp dùng trong nông nghiệp, để có được lực kéo càng lớn nhằm thích ứng với các con đường gập ghềnh, bùn lầy thì dùng loại bánh xe trước và bánh xe sau cùng được truyền động.

Read more »

Trọng lượng của một vật có thể thay đổi không?

Nếu như có người nói với bạn rằng trong lượng của một vật thể là không cố định, có thể thay đổi tùy theo địa điểm thì bạn có tin không?

Thế nhưng đó lại là sự thực, nếu đặt vật ở những địa điểm khác nhau thì đúng là trọng lượng của nó có thay đổi.

Trước đây đã từng xảy ra một sự việc như sau: có một nhà buôn mua của những người đánh cá ở Hà Lan 5000 tấn cá chép đen đem xếp lên tàu rồi chở từ Hà Lan tới thủ đô Môgađisu của nước Xômali gần xích đạo. Đến đó dùng cân lò xo cân lại thấy thiếu mất 30 tấn cá. Lạ thật, cá chạy đi đâu? Không có khả năng mất trộm vì trên đường đi tàu không đỗ ở đâu cả. Hư hao trong khi bốc xếp cũng không thể lớn đến như vậy. Mọi người bàn luận xôn xao nhưng chẳng ai giải thích được điều bí mật đó.

Mãi đến sau này người ta mới hiểu rõ được vấn đề. Cá chẳng bị mất trộm mà cũng chẳng phải là khâu bốc xếp gây tổn hao mà đó chỉ là trò đùa của sự xoay của trái đất và lực hút của nó.

Ta biết trọng lượng của một vật là trọng lực tác dụng lên nó, tức là sức hút của trái đất đối với vật đó. Nhưng trái đất tự quay không ngừng sản sinh ra một loại lực ly tâm do quay. Vì thế trọng lực tác dụng lên vật bằng hợp lực của lực hút của trái đất và lực ly tâm đó. Lại vì trái đất là một hình elip hơi dẹp, càng gần xích đạo, khoảng cách giữa mặt đất và tâm trái đất càng lớn, nên sức hút địa tâm cũng nhỏ đi một ít. Vì thế trọng lực thực tế của vật thể phải là lực hút địa tâm trừ đi lực ly tâm do quay theo phương thẳng đứng. 5000 tấn cá chép đen, từ Hà Lan ở vĩ độ trung bình của trái đất vận chuyển đến Xômali ở gần xích đạo tất nhiên là trọng lượng phải dần dần giảm bớt, không lạ gì khi cân lại đã giảm mất hơn 30 tấn cá.

Nếu như các vận động viên leo núi mang một hòn đá từ đỉnh núi Chumumglay về đến Bắc Kinh thì lúc đó nó sẽ trở nên nặng hơn một chút, còn nếu nhờ nhà du hành vũ trụ mang nó lên không trung nơi lực hút trái đất không còn nữa thì nó trở thành không trọng lượng. ở đây nguyên tắc đều giống nhau. Thế nhưng bất kể trọng lượng của vật thay đổi như thế nào thì khối lượng của chúng vẫn không thay đổi. Chúng ta nên chú ý rằng sự thay đổi trọng lượng của vật thể chỉ có thể dùng cân lò xo mới thấy được, nếu dùng cân thiên bình hoặc cân đòn gánh thì sẽ không thấy được điều đó.

School@net

Read more »

Khi 1 kgl thép đang rơi tự do nó sẽ nặng bao nhiêu?

Một kilogam thép để yên thì nặng 1 kg. Nếu cho nó rơi tự do từ trên lầu cao xuống thì trọng lượng trước khi chạm đất của nó là bao nhiêu?

Có người nói: Vẫn là một miếng thép như trước nên rõ ràng vẫn nặng 1kg.

Thế nhưng có một người khác nói: bất kể là vật thể nào trên đoạn đường rơi tự do trọng lượng của nó phải bằng không. Vì vậy một miếng thép nặng 1 kg khi nó đang rơi tự do trọng lượng của nó sẽ bằng không.

Bây giờ có hai câu trả lời trái ngược nhau, rốt cuộc thì ai đúng ai sai?

Đây đúng là một vấn đề vô cùng thú vị, chúng ta hãy nghe lập luận của họ nhé?

Lý do của người thứ nhất là: trọng lượng của vật thể là do lực hút của trái đất đối với vật thể tạo nên, đồng thời nó gần như bằng lực trái đất hút vật thể, vì thế giá trị trọng lực gọi là trọng lượng. Cố nhiên là trái đất hút vật đứng yên nhưng nó cũng hút vật đang chuyển động. Nếu như có một vật không bị trái đất hút thì về căn bản nó không thể rơi, vậy nên một vật đang rơi tự do làm sao lại có thể nói được rằng trọng lượng của nó bằng không? Bất kể là vật chuyển động như thế nào, nói chung trọng lượng của nó đều bằng lúc đứng yên, không thể có sự thay đổi nào, càng không thể bằng không được.

Lý do thứ hai là: nên căn cứ vào kết quả đo lường mà quyết định trọng lượng của vật thể. Dùng tay bê một vật thể sẽ cảm thấy áp lực, dùng tay xách một vật thể sẽ cảm thấy lực kéo, chúng ta sẽ cảm thấy áp lực, dùng tay xách một vật thể sẽ cảm thấy lực kéo, chúng ta đều căn cứ vào độ lớn của áp lực hoặc lực kéo đó để biết được độ nặng nhẹ của vật. Dùng cân lò xo cân trọng lượng của vật thể rõ ràng là chính xác hơn dùng tay rất nhiều, nhưng về nguyên tắc vẫn là căn cứ vào áp lực hoặc lực kéo đối với lò xo để đo trọng lượng.

Đặt một miếng thép trong lòng bàn tay, trước tiên để nó nằm yên rồi thử xem trọng lượng của nó, sau đó đưa nhanh tay lên, có thể khẳng định được rằng ta sẽ cảm thấy nó nặng hơn lúc nằm yên rất nhiều, lại đưa nhanh bàn tay xuống, thì ta có thể cảm thấy nó nhẹ hơn lúc nằm yên rất nhiều. Nếu dùng tay làm thí nghiệm giống như vậy đối với cân lò xo có treo miếng thép thì có thể thấy một cách rõ rệt sự tăng giảm của trọng lượng. Nếu nhờ vận động viên nhảy dù làm thí nghiệm này, trên đoạn đường khi họ nhảy ra khỏi máy bay rồi nhưng chưa mở dù, có thể nhìn thấy cân lò xo chỉ trọng lượng bằng không. Điều đó chứng minh được rằng một miếng thép nặng một kilogam trên đường rơi tự do trọng lượng của nó bằng không.

Thực ra ý kiến của hai người đều đúng cả. Cái khác nhau là người thứ nhất nói về "trọng lượng thực" của vật thể, nó do lực hút của trái đất quyết định, đúng là không thay đổi cho dù vật thể có chuyển động hay không, hoặc chuyển động như thế nào. Người thứ hai dùng cân lò xo cân được trọng lượng, nên gọi là "trọng lượng nhìn" (hay "trọng lượng biểu kiến"). Khi đứng yên "trọng lượng nhìn" của vật thể vừa bằng "trọng lượng thực" nhưng khi đang chuyển động thì "trọng lượng nhìn" của vật thể có thể lớn hơn, có thể nhỏ hơn, có thể bằng "trọng lượng thực", tùy tình hình chuyển động mà sau khác. Khi vật thể đang rơi tự do, "trọng lượng nhìn" của nó đúng bằng không.

Khi "trọng lượng nhìn" lớn hơn "trọng lượng thực" ta có tình trạng "siêu tải"; còn khi "trọng lượng nhìn" nhỏ hơn "trọng lượng thực" ta có tình trạng "dưới tải".

School@net

Read more »

1 tấn gỗ và 1 tấn thép, cái nào nặng hơn?

1 tấn gỗ và 1 tấn thép, cái nào nặng hơn?

Nếu như có người trả lời: "1 tấn gỗ nặng hơn" thì câu trả lời đó thường khiến mọi người cười ầm lên. Thực ra, nói một cách nghiêm túc, câu trả lời đó là chính xác.

Bởi vì bình thường khi chúng ta nói 1 tấn thép là chỉ một đống thép cân trong không khí vừa đúng nặng 1 tấn. Giả dụ có một cái cân đĩa rất lớn, chúng ta lần lượt đặt đống thép và đống gỗ lên hai đĩa cân của nó thì kết quả cân được trong không khí của chúng là vừa bằng nhau.

Chúng ta cần hiểu rằng một vật thể không chỉ chịu tác dụng của lực đẩy trong chất lỏng mà trong chất khí nó cũng chịu tác dụng của lực đẩy. Vì thế trọng lượng thực của một vật phải là trọng lượng cân được của nó trong chân không, nếu không thế, trọng lượng của nó khi cân trong không khí và trong nước sẽ không bằng nhau. Tuy nhiên trọng lượng mà chúng ta nói lúc bình thường đều là cân được trong không khí. Ngay dù cân trong không khí cũng vẫn chịu tác dụng của lực đẩy của không khí nên đã mất đi một phần trọng lượng. Theo nguyên lý Acsimet, trọng lượng của vật thể mất đi trong không khí bằng trọng lượng không khí mà vật thể đó choán chỗ, hay bằng trọng lượng không khí có cùng thể tích với nó.

Trong không khí gỗ và thép rõ ràng là cũng mất đi một phần trọng lượng của chúng, muốn có trọng lượng thực của chúng thì phải cộng thêm phần trọng lượng mất đi. Vì vậy trong bài toán này trọng lượng thực của gỗ phải bằng 1 tấn cộng thêm trọng lượng không khí có thể tích tấn gỗ đó, và trọng lượng thực của thép phải bằng 1 tấn cộng thêm trọng lượng không khí có thể tích bằng thể tích tấn thép đó.

1 tấn thép có thể tích vào khoảng một phần tám mét khối, 1 tấn gỗ vào khoảng hai mét khối. ở nhiệt độ bình thường (200C) trọng lượng không khí mà chúng đã choán chỗ chênh lệch nhau khoảng 2,3 kilô. Vì thế trọng lượng thực của 1 tấn gỗ nặng hơn trọng lượng thực của một tấn thép vào khoảng 2,3 kilô.

School@net

Read more »

Áp suất của đầu mũi kim máy hát lên đĩa hát so với áp suất bánh xe lửa lên đường ray, cái nào lớn hơn?

Khi nhìn thấy xe lửa đang chạy trên đường ray, có thể bạn sẽ nghĩ : áp suất của bánh xe mà đường ray phải chịu lớn thật! Nếu không phải thế thì vì sao khi xe lửa di qua, đường ray, tà vẹt đều bị bánh xe ép cho rung lên mà phát ra tiếng kêu cành cạch.

Rõ ràng là áp lực của bánh xe lửa rất lớn.

áp lực trên một đơn vị diện tích gọi là áp suất. Nếu như có người nói với bạn áp suất đầu mũi kim máy hát lên đĩa hát còn lớn hơn so với áp suất bánh xe lửa lên đường ray thì bạn có tin không?

Có thể bạn sẽ nói : trọng lượng đầu cần máy hát còn chưa tới 250 gam, nếu tính cả trọng lượng toàn bộ máy hát thì chẳng nặng bao nhiêu, đầu mũi kim máy hát làm sao có thể gây ra được áp suất lớn? Nếu như quả thực có một áp suất rất lớn ép lên đĩa hát thì vì sao đĩa hát lại không bị vỡ?

Diện tích của đầu mũi kim máy hát cực kỳ nhỏ. Trên một diện tích 1 centimet vuông có thể xếp được hàng vạn mũi kim. Giả sử mỗi mũi kim máy hát phải chịu trọng lượng của đầu cần máy hát là 100 gam, thì tổng áp lực mà hàng vạn mũi kim gây ra cho 1 cm2 sẽ bằng mấy tấn. áp suất đó tương đương với trọng lượng của mấy vạn tấn gạo trên 1 m2 diện tích, rõ ràng là lớn tới mức kinh ngạc.

Một toa xe lửa nặng 21 tấn nhưng nó thông qua 4 hoặc 8 bánh xe để ép vào đường ray. Diện tích tiếp xúc của bánh xe và đường ray tuy nhỏ nhưng so với diện tích của mũi kim thì lớn hơn rất nhiều. Tính ra thì thấy áp suất của mũi kim máy hát lên đĩa hát còn lớn hơn áp suất của bánh xe lửa lên đường ray.

Vì sao một áp suất lớn đến như vật ép lên đĩa hát mà nó không vỡ? Điều này có liên quan rất nhiều tới sức chịu lực của vật thể, mà điều then chốt chủ yếu là áp suất mà đĩa hát phải chịu là một loại áp suất tĩnh, cục bộ có tác dụng ổn định chứ không phải là lực xung kích nhưng đối với áp suất tĩnh nó có sức chịu đựng kinh người.

School@net

Read more »

Vì sao phải đắp đê trên hẹp dưới rộng?

Nhưng con sóng mạnh cuồn cuộn ngày đêm không ngừng đập vào con đê, nhưng đê vẫn đứng vững.

Đúng vậy, sóng luôn dùng sức muốn đẩy vỡ con đê để nó tự do tràn đi khắp nơi. Áp lực ngang của nước sông tỷ lệ thuận với độ sâu của nước sông, như thế cũng có nghĩa là phần dưới của đê chịu áp lực của nước sông lớn hơn nhiều so với phần trên; do trọng lực của đê hướng xuống dưới theo phương thẳng đứng lên nó và lực đẩy ngang của sóng sinh ra một hợp lực theo hướng xiên. Nếu hợp lực vượt ra ngoài đáy đê, con đê có thể nghiêng đổ; đắp đê dưới rộng trên hẹp chính là để thích ứng với sự thay đổi của áp lực nước sông, tiết kiệm được vật liệu đồng thời làm cho hợp lực không thể vượt ra khỏi đáy đê, làm cho đê đứng vững chắc.

Ngoài ra đắp đê có độ nghiêng cũng có thể ngăn ngừa đất sụp lở. Đắp trên hẹp dưới rộng còn có một điểm hay là làm cho đơn vị diện tích đáy đê chịu trọng lượng tương đối nhỏ, giảm nhẹ sức chịu đựng của đê làm cho đê càng đứng vững hơn

School@net

Read more »

Vì sao đi xe đạp trên đường lầy rất tốn sức?

Khi xe đạp đi qua một đoạn đường bùn ướt thì hình như hai bánh xe đạp không phải là tròn nữa, đi xe đạp rất tốn sức. Có phải là săm thủng không? Không phải. Có phải các viên bi trong ổ trục bị hỏng không? Cũng không phải.

Thế thì do duyên cớ gì?

Khi đi bộ trên tuyết dày hoặc bùn lầy chẳng phải bạn cảm thấy rất khó cất bước à? Đó là vì khi chân dẫm xuống đất trọng lượng toàn thân sẽ ép lên một diện tích lớn bằng gan bàn chân. Khi độ lớn của áp lực vượt quá giới hạn đàn hồi để khôi phục hình dáng vốn có của lớp tuyết hoặc lớp bùn thì chân sẽ sụt xuống lớp tuyết hoặc lớp bùn mềm mại ấy, như vậy khi bạn cất bước lần thứ hai không thể không đưa chân lên cao hơn lúc đi đường bằng phẳng vì thế sẽ cảm thấy tốn sức. Tình hình xe đạp đi trên đường lầy cũng như vậy, do độ lớn của áp lực xe đối với bùn vượt quá giới hạn đàn hồi của đất bùn, nên đất bị ép thành một rãnh sâu. Như vậy khi xe muốn tiến lên trước hết phải dùng sức để hai bánh xe đạp vượt lên khỏi rãnh, bánh xe bị chìm xuống càng sâu, lực ma sát càng lớn, lực cần thiết để vượt lên khỏi rãnh cũng càng lớn. Mặt khác muốn xe tiến lên phía trước thì đất bùn phải đẩy bánh xe sau bằng một lực tương đối lớn. Những lực này bằng lực tác dụng của bánh xe lên đất bùn, điều đó lại đòi hỏi người đi xe phải đạp một lực tương đối lớn lên bàn đạp, vì thế đạp xe đạp trên đất bùn tốn sức rất nhiều so với đi trên đường bằng phẳng.

School@net

Read more »

Vì sao đường sắt chạy qua cầu, ở phía trong đường ray phải lắp thêm hai đường ray nữa?

Không biết bạn có nghiệm thấy như thế này không: một người ngồi trên xe đạp đi rất nhanh đột nhiên ngã xuống thì bị đau hơn nhiều so với khi đang đi bộ đột nhiên bị ngã. Đó là vì tích của khối lượng của thân người với tốc độ xe đạp - mà trong vật lý gọi là động lượng, lớn hơn mấy lần tích của khối lượng thân người với tốc độ đi bộ. Hãy tưởng tượng xem, xe lửa nặng như vậy, tốc độ nhanh như thế, nếu vạn nhất trật bánh thì lực phá hoại sẽ lớn biết bao! Đâm vào cây, cây đổ, đâm vào nhà, nhà tan, ngay khi đâm vào cầu làm bằng thép thì dù cho các cấu kiện của cầu vừa to vừa lớn cũng khó mà toàn vẹn.

Vì vậy khi thiết kế cầu cho đường sắt, ngoài việc bản thân nó phải rất vững chắc để bảo đảm xe lửa đi qua một cách an toàn, yên ổn ra, trên mặt cầu còn phải còn những trang bị bảo đảm cho đoàn tàu một khi xảy ra sự cố ở đầu cầu hoặc trên cầu. Loại trang bị an toàn này là: ở sát ngay trong đường ray lắp thêm một đường ray song song với nó và được gọi là ray giữa bánh xe. Tác dụng của đường ray giữ bánh xe là một khi xe lửa trật bánh ở đầu cầu hoặc trên cầu khi bánh xe bên trái sẽ bị ray giữ bánh xe bên trái ngăn lại làm cho bánh xe lọt vào giữa đường ray và ray giữ bánh xe chứ không tiếp tục di động theo hướng ngang. Cũng theo nguyên tắc như vậy khi bánh xe bên trái lọt ra phía ngoài đường ray thì do tác dụng của ray giữ bánh xe của đường ray bên phải nên xe lửa cũng không di động ngang. Bảo vệ xe lửa như vậy sẽ không làm cho nó trật bánh đâm hỏng cầu hoặc xảy ra sự cố đổ tàu.

Thế thì có phải tất cả các cầu của đường sắt đều có đặt ray giữ bánh xe không?

Không. Chỉ ở những cầu tương đối dài hoặc trên những cầu có thân cầu rất cao mới đặt ray giữ bánh xe.

School@net

Read more »

Vì sao khi phanh ôtô nhất định phải phanh bánh sau?

Giả sử có người hỏi bạn khi phanh ôtô là phanh bánh trước hay bánh sau, thì có thể bạn không trả lời ngay được.

Xem xét tỉ mỉ quá trình phanh của ôtô sẽ phát hiện được rằng khi phanh ôtô, bao giờ cũng phanh bánh sau.

Nói chung động cơ ôtô truyền động cho bánh sau. Khi người lái mở máy, động cơ sẽ dẫn động bánh sau chuyển động, khi bánh sau lăn trên mặt đất, bánh trước mới theo đó mà chuyển động, rồi toàn bộ thân chiếc xe mới chạy về phía trước. Nhiệm vụ của bánh trước là giữ cho thân xe được thăng bằng và dẫn hướng ô tô tiến lên. Bánh trước nối liền với tay lái của người lái, người lái xoay tay lái sang phải, bánh trước sẽ chuyển theo hướng phải, tay lái xoay về phía trái, bánh trước sẽ chuyển sang hướng trái. Do chức trách của bánh trước và bánh sau ôtô không giống nhau nên tên gọi của chúng cũng không giống nhau: bánh trước gọi là bánh dẫn hướng, bánh sau gọi là bánh dẫn động.
Ô tô đang chạy với tốc độ cao một khi gặp tình huống khẩn cấp phải lập tức dừnglại nếu như phanh ôtô lắp ở bánh trước thì khi bánh trước đã ngừng không chuyển động, bánh sau vẫn còn chuyển động nó sẽ buộc thân xe lao về phía trước. Trong tình huống này, lực lao về phía trước không có cách gì làm cho thân xe di chuyển về phía trước được nên phần sau của thân xe sẽ nhảy lên, thậm chí toàn bộ thân xe có thể lấy bánh trước làm điểm tựa và lật về phía trước. Bạn xem, như vậy có nguy hiểm không?
Thế thì vì sao phanh bánh sau lại không làm cho ô tô bị lật đổ? Bởi vì lúc đó toàn bộ thân xe lấy bánh sau làm điểm tựa, do thân xe chịu sức cản của mặt đất, quán tính lao về phía trước muốn làm cho thân xe lật về phía trước cũng không nổi. Chính vì những nhà thiết kế ôtô ngay từ lúc đầu đã tính đến những vấn đề thực tế nảy sinh ra khi phanh xe nên mới để cho bánh sau làm bánh dẫn động.
Khi phanh các loại xe như xe ba bánh, xe đạp... nói chung cũng nên phanh bánh sau, vì nguyên tắc của chúng giống nhau.

School@net

Read more »