22- Chúng ta có thể chịu được nóng
đến mức nào?
 |
Sa mạc tuy nóng nhưng lại khô,
v́ thế con người có thể chịu đựng
được nhiệt độ rất cao. |
Khả năng chịu nóng của con người
khá hơn nhiều so với chúng ta tưởng.
Tại miền trung Australia, nhiệt độ mùa hè
ở chỗ râm thường là 46 độ C, cao
điểm tới 56 độ. C̣n nếu tăng
thật từ từ, cơ thể người
thậm chí c̣n chịu được... nhiệt độ
sôi của nước.
Khi tàu bè đi từ Hồng Hải
đến vịnh Ba Tư, mặc dù trong các pḥng
của tàu luôn luôn có quạt thông gió, nhiệt độ
ở đây vẫn tới 50 độ C hoặc hơn.
Mức nóng nhất quan sát trong giới tự nhiên
ở trên mặt đất không quá 57 độ C.
Nhiệt độ này được xác định
tại “thung lũng chết” thuộc California
(Bắc Mỹ).
Tuy nhiên, những nhiệt độ
kể trên đều được đo trong bóng râm.
Tại sao các nhà khí tượng lại phải
chọn vị trí như vậy? Đó là v́, chỉ
khi nhiệt kế đặt trong bóng râm mới đo
được nhiệt độ của không khí.
Nếu để nhiệt kế ngoài nắng, mặt
trời sẽ hun nó nhiều hơn hẳn so với không
khí xung quanh, thành ra độ chỉ của nó không
cho ta biết chút ǵ về trạng thái nhiệt
của môi trường.
Đă có người tiến hành thí
nghiệm để xác định nhiệt độ
cao nhất mà cơ thể người có thể
chịu đựng được. Họ nhận
thấy trong không khí khô ráo, nếu tăng nhiệt
độ thật từ từ th́ cơ thể chúng
ta chẳng những có thể chịu đựng
được nhiệt độ sôi của nước
(100° C), mà đôi khi c̣n chịu được
cao hơn nữa, đến 160° C. Hai nhà
vật lư người Anh Blagơden và Tsentơri đă
chứng minh điều này bằng cách đứng hàng
giờ trong ḷ nướng bánh ḿ nóng bỏng.

Tại sao con người có năng
lực chịu nóng cao đến vậy? Đó là v́
trên thực tế, cơ thể người không
tiếp nhận nhiệt lượng đó, mà vẫn
giữ thân nhiệt gần với nhiệt độ
tiêu chuẩn. Cơ thể chúng ta chống cự
bằng cách đổ mồ hôi. Khi mồ hôi bay hơi,
nó sẽ hút rất nhiều nhiệt ở lớp không
khí dính sát với da, và làm cho nhiệt độ
của lớp không khí ấy giảm đi rất
nhiều.
Điều kiện cần thiết duy
nhất giúp cho cơ thể người chịu đựng
được nhiệt độ cao là cơ thể
người không tiếp xúc trực tiếp với
nguồn nhiệt và không khí phải khô ráo. Ở
Trung Á, trời nóng 37 độ mà vẫn tương
đối dễ chịu. Nhưng nếu ở Saint
Peterburg nóng 24 độ th́ chúng ta đă cảm
thấy khó chịu. Nguyên nhân là độ ẩm không
khí ở Saint Peterburg cao, c̣n ở Trung Á th́ rất ít
mưa, khí hậu vô cùng khô ráo
23- Dùng băng lấy lửa như thế nào?
 |
Có thể dùng băng làm thấu kính
hội tụ sinh lửa. |
Giả sử bạn bị lạc lên
một băng đảo và quên mang theo diêm hoặc
bật lửa. Xung quanh chỉ có băng tuyết và
những cành củi khô. Lúc ấy, có thể bạn
sẽ phải dùng băng lấy lửa. Thế nhưng
băng là nước hóa đặc ở nhiệt
độ rất thấp, làm sao có thể sinh lửa
được?
Ở đây bạn phải sử
dụng một nguyên lư trong quang học, đó là kính
lồi có thể hội tụ ánh sáng. Người ta
có thể đắp băng thành những chiếc kính
lồi lớn, trong suốt, rồi đặt nghiêng
hứng ánh nắng mặt trời. Khi ánh sáng đi
qua chiếc "kính băng" này, nó sẽ không hâm
nóng băng, mà năng lượng được
tụ lại vào một điểm nhỏ.
Nếu chiếc kính băng rộng 1 mét
và dày khoảng 30 centimét, th́ năng lượng ánh sáng
mặt trời mà nó hội tụ có thể đủ
lớn để đốt cháy một đám củi
khô. Nhà văn viễn tưởng Jules Verne đă
dựa trên nguyên lư này để viết ra cuốn
truyện phiêu lưu "Cuộc du lịch của viên
thuyền trưởng Hatterat" mà trong đó, các nhân
vật trong truyện đă dùng thấu kính băng
lấy lửa ở nhiệt độ - 48 độ
C! 
24- Mặt trời mọc vào lúc nào?
 |
Mặt trời mọc.
|
Giả sử bạn nh́n thấy mặt
trời mọc vào đúng 5 giờ sáng. Ánh sáng đi
từ mặt trời đến trái đất
mất 8 phút. Vậy, nếu ánh sáng truyền ngay
tức khắc th́ phải chăng chúng ta sẽ nh́n
thấy mặt trời sớm hơn 8 phút, tức là
vào lúc 4 giờ 52?
Chắc hẳn nhiều người
sẽ ngạc nhiên khi biết rằng câu trả
lời ấy hoàn toàn sai. Nguyên do v́ khái niệm
mặt trời “mọc” thực ra chỉ có nghĩa
trái đất của chúng ta quay những điểm
mới trên bề mặt của nó tới vùng
đă được chiếu sáng sẵn. Cho nên,
dù ánh sáng có truyền ngay tức khắc, th́ bạn
vẫn nh́n thấy mặt trời mọc vào cùng
một lúc như trường hợp ánh sáng
truyền đi phải mất một số thời
gian, tức là vào đúng 5 giờ sáng!
Nhưng nếu bạn quan sát (bằng kính
thiên văn) sự xuất hiện của một “tia
lửa” ở đĩa mặt trời th́ lại là
một chuyện khác. Nếu ánh sáng truyền ngay
tức khắc th́ bạn sẽ nh́n thấy tia
lửa xuất hiện sớm hơn 8 phút.

25- Chúng ta uống như thế nào?
 |
Uống nước không chỉ là
dùng miệng. |
Liệu vấn đề này có thể làm
ta suy nghĩ được chăng? Được
lắm chứ. Chúng ta kề cốc hoặc th́a nước
vào môi và “húp” chất lỏng chứa trong đó
vào miệng. Ấy chính cái hành động “húp”
giản dị mà ta quá quen thuộc đó lại
cần phải giải thích.
Quả vậy, tại sao chất lỏng
lại chảy vào miệng ta? Cái ǵ lôi kéo nó
vậy? Và đây là nguyên nhân: Khi uống, ta làm giăn
lồng ngực ra và nhờ đó làm loăng không khí
trong miệng. Dưới tác dụng của áp
suất không khí ở bên ngoài, chất lỏng có
khuynh hướng chạy vào khoảng không gian có áp
suất nhỏ hơn, và thế là chảy vào
miệng ta.
Hiện tượng ở đây cũng
giống như hiện tượng sẽ xảy ra
với chất lỏng trong các b́nh thông nhau. Nếu như
ta làm loăng không khí ở bên trên một b́nh, dưới
tác dụng của áp suất khí quyển, chất
lỏng sẽ dâng cao lên trong b́nh đó. Ngược
lại, nếu ngậm chặt môi vào cổ một
cái chai th́ dù cố gắng thế nào bạn cũng
không thể “húp” được nước từ
chai vào miệng, v́ áp suất không khí trong miệng
và trên mặt nước là như nhau.
Vậy, nói chặt chẽ ra th́ chúng ta
không những uống bằng miệng mà c̣n bằng
cả phổi nữa, v́ sự giăn nở
của phổi chính là nguyên nhân làm cho chất
lỏng chảy vào miệng.

26- Nếu như không có ma sát?
 |
Nhờ có ma sát mà mọi vật
ở yên chỗ của nó. |
Nhờ có ma sát mà ta có thể ngồi,
đi lại và làm việc được dễ dàng;
nhờ nó mà sách vở bút mực nằm yên trên
mặt bàn, mà cái bàn không bị trượt trên sàn
nhà, mặc dù người ta không đặt nó vào sát
tường, và quản bút không tuột ra khỏi các
ngón tay...
Ma sát là một hiện tượng
phổ biến đến nỗi chúng ta ít khi để
ư tới tác dụng hữu ích của nó, mà thường
cho nó là một hiện tượng tự nhiên
phải thế.
Nhờ ma sát mà các
vật thêm vững vàng. Người thợ
mộc ghép sàn nhà cho phẳng để khi người
ta đặt bàn ghế ở đâu là chúng đứng
yên ở đấy. Cốc, đĩa, th́a đặt
trên bàn ăn đều được nằm yên mà
ta không cần phải quan tâm đặc biệt đến
chúng, nếu như không gặp trường hợp có
sự cḥng chành bất thường như trên tàu
thuỷ.
Thử tưởng tượng rằng có
thể trừ bỏ được ma sát hoàn toàn th́
sẽ không có một vật thể nào, dù là to như
một tảng đá hay nhỏ như một hạt cát
có thể tựa vững lên nhau được.
Tất cả sẽ bị trượt đi và lăn
măi cho đến khi chúng đạt tới một
vị trí thật thăng bằng đối với
nhau mới thôi. Nếu như không có ma sát th́ trái
đất của chúng ta sẽ thành một quả
cầu nhẵn nhụi giống như một quả
cầu bằng nước.

Có thể nói thêm rằng nếu không có
ma sát th́ các đinh ốc sẽ rơi tuột ra
khỏi tường, chẳng đồ vật nào
giữ chặt được ở trong tay, chẳng cơn
lốc nào dứt nổi, chẳng âm thanh nào tắt mà
sẽ vang măi thành một tiếng vọng bất
tận, v́ đă phản xạ không chút yếu đi
vào các bức tường. Mỗi lần đi trên băng,
ta lại có một bài học cụ thể để
củng cố ḷng tin của ḿnh vào tầm quan
trọng đặc biệt của ma sát. Đi trên
đường phố có băng phủ hay trên
đường đất thịt sau khi trời mưa,
ta cảm thấy ḿnh thật bất lực và lúc nào
cũng như muốn ngă...
Tuy nhiên, trong kỹ thuật người
ta có thể lợi dụng sự ma sát rất bé
để phục vụ những việc có ích.
Chẳng hạn những chiếc xe trượt trên
mặt băng, hay những con đường băng dùng
để vận chuyển gỗ từ chỗ khai thác
đến chỗ đặt đường sắt,
hoặc đến những bến sông để
thả bè. Trên những đường “ray” băng
trơn nhẵn, hai con ngựa đă kéo nổi 70
tấn gỗ.
27- Sản xuất băng khô từ than như
thế nào?
 |
Băng khô. |
Tại các ḷ công nhiệp, người ta
làm sạch khói than, rồi dùng kiềm hút sạch khí
CO2. Sau đó, họ đun nóng để tách khí ra
khỏi dung dịch kiềm, rồi nén dưới áp
suất 70 atmosphere để nó chuyển sang dạng
lỏng... Sau đó, người ta lại để nó
bay hơi dưới áp suất thấp. Kết
quả, họ thu được CO2 rắn, đó chính
là băng khô.
Khí carbonic lỏng được chứa
trong các b́nh dày và được chuyển tới công
xưởng sản xuất đồ uống có ga và
những công xưởng nào cần dùng tới nó. C̣n
băng khô, tức CO2 rắn, nh́n bề ngoài giống
như các cục tuyết nén chặt, được
sử dụng trong nhiều lĩnh vực như
bảo quản thức ăn hoặc cứu hỏa.

Nhiệt độ của băng khô
rất thấp (-78 độ C), nhưng nếu cầm
nó vào tay, người ta vẫn không có cảm giác quá
lạnh, lư do là khi ta tiếp xúc, khí CO2 bay ra ngăn cách
tay ta và băng khô. Chỉ khi nắm chặt cục băng
khô th́ ta mới bị tê cóng. Danh từ băng khô
diễn đạt chủ yếu tính chất vật lư
của nó. Bản thân băng khô không bao giờ
bị ẩm và làm ướt bất kỳ vật nào
xung quanh. Gặp nóng là lập tức nó biến thành
khí, không qua trạng thái lỏng. Đặc tính đó
của băng khô có thể được sử
dụng để bảo quản thực phẩm
cực tốt, bởi khí CO2 bám trên bề mặt c̣n
có tác dụng ức chế khả năng phát
triển của vi sinh vật. Cuối cùng, CO2 rắn c̣n
là chất cứu hỏa tin cậy. Chỉ cần ném
một miếng băng khô vào đám lửa đang cháy
là có thể dập tắt nó.
28- Nước đá bỏng tay
 |
Nước có thể đóng băng
ở nhiệt độ khác nhau. |
Khi nói đến nước đá, có
lẽ bạn luôn nghĩ rằng nó phải rất
lạnh, vậy làm sao có thể bỏng tay được.
Tuy nhiên thực tế, ở điều kiện áp
suất cao, nước có thể đóng băng ở
nhiệt độ... 76 độ C, tức là nếu
bạn chạm vào, bạn sẽ bị bỏng
liền.
Các nhà khoa học Anh là những người
đầu tiên tạo ra nước đá nhiệt
độ cao khi nén nó ở một thiết bị làm
bằng thép dày. Khi áp suất tăng lên 20.600
atmosphere, nước đă đóng băng ở
nhiệt độ trên 75 độ C, tức là có
thể làm bỏng. Các nhà khoa học gọi loại nước
đá nóng này là "băng thứ 5". Nói chung áp
suất càng cao th́ nước đá càng nóng.
Điều đáng nói là nước
đá nóng đặc hơn nước đá thường,
thậm chí c̣n đặc hơn cả nước
lỏng nữa. Tỷ khối của nước đá
ở nhiệt độ 76 độ C là 1,05. Như
vậy khi bỏ nó vào nước, nó sẽ ch́m
chứ không nổi như đá b́nh thường.

29- Trái bom dưa hấu
Trong cuộc đua ô tô chặng Saint
Petersburg - Tiphliso năm 1924, nông dân vùng Kavkaz đă hoan
hô những chiếc ô tô đi ngang qua bằng cách ném
cho các nhà thể thao nào là lê, táo, dưa hấu, dưa
gang. Kết quả là chúng làm bẹp, làm thủng
vỡ cả ḥm xe, c̣n những quả táo th́ làm các
tay đua bị thương nặng.
Nguyên nhân thật dễ hiểu: vận
tốc riêng của ô tô đă cộng thêm vào với
vận tốc của quả dưa hay quả táo ném
tới và biến chúng thành những viên đạn
nguy hiểm, có tác dụng phá hoại. Ta tính không khó
khăn lắm là một viên đạn có khối lượng
10 g cũng có năng lượng chuyển động
như một quả dưa 4 kg ném vào chiếc ô tô
đang chạy với vận tốc 120 km.
Tuy vậy, không thể so sánh tác dụng
đâm thủng của quả dưa trong những
điều kiện như thế với tác dụng
của viên đạn được, v́ quả dưa
không cứng như viên đạn.
Khi bay nhanh ở những lớp khí
quyển cao (tầng b́nh lưu) các máy bay cũng có
vận tốc vào khoảng 3.000 km mỗi giờ, nghĩa
là bằng vận tốc của viên đạn, th́ người
phi công sẽ đương đầu với
những hiện tượng giống như hiện tượng
vừa nói trên. Mỗi một vật rơi vào
chiếc máy bay đang bay nhanh như thế sẽ
trở thành một viên đạn phá hoại. Gặp
một vốc đạn lớn chỉ đơn
giản thả từ một chiếc máy bay khác sang, dù
máy bay đó không bay ngược chiều, cũng y như
bị một khẩu súng máy bắn trúng: những viên
đạn ném tới sẽ đập vào máy bay
mạnh chẳng kém những viên đạn súng máy.
Ngược lại, nếu viên đạn bay đuổi
theo máy bay có vận tốc như nó th́ sẽ vô
hại.

30- Cái nào nặng hơn?
Trên đĩa cân đặt một thùng nước
đầy tới miệng. Trên đĩa cân bên kia cũng
có một thùng nước giống như thế, cũng
đầy nước tới miệng, nhưng có
một khúc gỗ nổi lên trên. Hỏi thùng nào
nặng hơn?
Câu đố này được đặt
ra cho nhiều người, và có nhiều câu trả
lời khác nhau. Người th́ đáp thùng nước
có khúc gỗ nổi lên mặt phải nặng hơn,
v́ “ngoài nước ra, trong thùng c̣n cả gỗ”.
Kẻ bảo ngược lại, thùng nước kia
nặng hơn v́ “nước nặng hơn
gỗ’.
Câu trả lời đúng là cả hai thùng
nặng như nhau. Trong thùng thứ hai đúng là có ít
nước hơn thùng thứ nhất, v́ khúc gỗ
nổi có đẩy bớt một ít nước ra
ngoài. Nhưng theo định luật về sự
nổi th́ với mọi vật nổi,
phần ch́m của nó sẽ chiếm chỗ của
một phần nước có trọng lượng
đúng bằng trọng lượng của vật
đó. V́ thế mà cân giữ nguyên thế thăng
bằng.
Bây giờ bạn hăy thử giải
đáp câu đố khác. Đặt lên đĩa cân
một cốc nước và để bên cạnh nó
một quả cân. Sau khi đă làm đĩa thăng
bằng, bỏ quả cân vào cốc nước.
Hỏi cân sẽ như thế nào?
Theo định luật Archimède, quả cân
ở trong nước sẽ nhẹ hơn khi để
bên ngoài. Bạn có thể tưởng tượng
rằng đĩa cân có đặt cốc sẽ
vồng lên. Nhưng thực ra cân vẫn thăng
bằng. Đó là v́ quả cân khi bỏ vào cốc nước
đă chiếm chỗ của một phần nước,
làm cho nước dâng cao hơn mực nước kia.
V́ thế lực ép lên đáy cốc tăng lên,
khiến cho đáy cốc phải chịu thêm một
lực phụ, bằng chỗ “hao hụt” trọng
lượng của quả cân.

31- Câu đố về hai b́nh cà phê
Trước mắt bạn có hai b́nh cà phê
đáy rộng như nhau, nhưng một cái cao và
một cái thấp. Hỏi cái nào đựng nhiều
hơn?
Chắc rằng nếu không suy nghĩ th́
nhiều người sẽ tưởng rằng cái b́nh
cao đựng được nhiều hơn cái b́nh
thấp. Song thử đổ nước vào b́nh cao,
bạn sẽ chỉ đổ được tới
ngang mực miệng ṿi của nó mà thôi, đổ thêm
nữa th́ nước sẽ tràn ra ngoài. Và v́
miệng ṿi của cả hai b́nh cà phê đều cao
như nhau, nên b́nh thấp cũng đựng
được nhiều như chiếc b́nh cao có ṿi
ngắn.
Điều đó cũng dễ hiểu:
trong b́nh và trong ṿi cũng giống như mọi b́nh
thông nhau khác, chất lỏng phải ở cùng
một mức, mặc dầu chỗ nước ở
trong ṿi nhẹ cân hơn chỗ nước đựng
trong b́nh. Cho nên nếu ṿi không đủ cao th́
bạn không thể đổ đầy nước
tới nắp b́nh được: nước sẽ
trào ra ngoài. Thường thường, người ta
làm ṿi ấm có miệng cao hơn miệng b́nh để
cho có hơi nghiêng b́nh đi một chút th́ nước
đựng bên trong cũng không chảy ra ngoài.

32- Người ta đào đường
ngầm như thế nào?
 |
Đào hầm theo h́nh trên cùng là
tiện lợi nhất. |
Bạn hăy xem h́nh bên vẽ ba kiểu
đường ngầm và thử cho biết kiểu nào
là kiểu tiện lợi nhất. Không phải
kiểu ở giữa, cũng không phải kiểu dưới
cùng, mà chính là kiểu trên cùng.
Nhiều đường ngầm
được đào như ở h́nh trên cùng, nghĩa
là đào theo những đường tiếp
tuyến với vỏ quả đất tại
những điểm ngoài cùng của đường
ngầm. Một kiến trúc kiểu đó, trước
hết hơi chạy lên cao, sau đó đi xuống
thấp. Nó được coi là loại đường
ngầm tiện lợi nhất, v́ nước sẽ
không ứ lại bên trong mà tự động
chạy ra phía miệng.
H́nh ở giữa, đường
ngầm nằm ngang, tức là được
đào theo một đường cung mà ở bất
ḱ điểm nào nó cũng tạo thành góc vuông
với phương của đường dây dọi
(Thực ra, đường này có độ cong trùng
hợp với độ cong của bề mặt trái
đất). Nước sẽ không thoát ra ngoài
được v́ tại điểm nào trên đường
đó nước đều ở trạng thái cân
bằng. Khi con đường loại này kéo dài quá
15 km th́ đứng ở đầu đường này
không thể nh́n tới đầu đường kia
được: Tầm nh́n của mắt ta đă
bị cái trần của đường ngầm che
khuất, v́ điểm giữa của con đường
cao hơn các điểm ở hai đầu đến
4 mét.
H́nh sau cùng, nếu đào đường
ngầm theo đường thẳng th́ hai đầu
sẽ cao hơn so với khoảng giữa. Nước
không những không thoát ra khỏi đường
được, mà trái lại c̣n đọng lại
ở giữa là nơi thấp nhất của
đường. Song đứng ở đầu này,
ta lại có thể nh́n thấy đầu kia.

33- Tại sao thuyền buồm có thể
chạy ngược gió?
Với người không có kinh nghiệm
đi biển hoặc không học vật lư th́
việc thuyền buồn có thể bơi ngược
gió thật khó tưởng tượng. Thực ra,
thuyền không thể đi ngược hướng gió
hoàn toàn, nhưng chệch một góc nhỏ th́ có
thể.
Muốn hiểu vấn đề, chúng ta
hăy t́m hiểu lực gió tác dụng lên buồm như
thế nào. Nhiều người nghĩ rằng, cánh
buồm được đẩy theo chiều gió
thổi, nhưng thực tế không phải vậy: Dù
gió có thổi theo hướng nào th́ nó cũng
chỉ đẩy buồm theo phương thẳng góc
với mặt phẳng của buồm mà thôi!
 |
H́nh 1. |
Trong h́nh 1, đường
thẳng AB biểu diễn cánh buồm. R là
lực đẩy của gió tác dụng vào cánh
buồm. Ta phân tích lực R thành 2 phần, gồm lực Q
vuông góc với cánh buồm và lực P hướng
dọc theo nó. V́ sự ma sát của gió với cánh
buồm là không đáng kể, nên lực P chỉ trượt
qua chứ không tác dụng ǵ tới buồm. Chỉ
có lực Q đẩy cánh buồm theo hướng vuông
góc với mặt buồm.
Nếu hiểu được vấn
đề trên, bạn cũng có thể hiểu
tại sao thuyền buồm có thể đi ngược
một góc nhọn với chiều gió.
 |
H́nh 2. |
Giả sử đoạn thẳng KK
biểu diễn chiều dài của thuyền.
Đường thẳng AB biểu diễn cánh
buồm. Người ta hướng cánh buồm sao cho
mặt phẳng của nó chia đôi góc giữa phương
của ḷng thuyền và phương của gió. Bây
giờ, bạn hăy theo dơi biểu đồ phân tích
lực ở h́nh 2, trong đó Q là áp
lực của gió tác dụng lên cánh buồm.
Như đă phân tích ở h́nh 1, Q
phải vuông góc với cánh buồm. Lực Q lại
có thể được chia thành lực S dọc
theo mũi thuyền và lực R vuông góc với
chiều dài thuyền. V́ chuyển động
của thuyền theo hướng R bị nước
cản lại rất mạnh (thuyền buồm thường
có ḷng rất sâu), nên lực R hoàn toàn bị
lực cản của nước cân bằng. Do đó,
chỉ có S là
 |
H́nh 3. |
lực hướng tới phía trước, giúp
thuyền chuyển động ngược một góc
nhỏ với chiều gió.
Thực tế (h́nh 3), để
đưa thuyền từ điểm A đến
điểm B, ngược chiều gió, người ta
phải hướng thuyền buồm đi theo đường zic
zac.

34- Cuộc sống trong con mắt người cận
thị
“Ở trường trung học, tôi
bị cấm chỉ không được đeo kính, nên thấy
cô gái nào cũng đẹp cả. Nhưng sau khi
tốt nghiệp, th́ tôi thất vọng biết
bao!”, nhà thơ Denvich, bạn của nhà thơ Puskin
đă có lần viết như thế. Denvich gặp
phải t́nh huống trớ trêu này là do đôi
mắt cận đă khiến ông "nh́n gà
hóa hóa quốc".
Trước tiên, những người
cận thị (dĩ nhiên, chỉ khi không đeo kính)
không bao giờ nh́n thấy rơ rệt những vành bao
ngoài của đồ vật. Đối với
họ, tất cả mọi vật đều có h́nh
dáng hết sức lờ mờ. Một người có
thị giác b́nh thường khi có thể phân
biệt được từng lá, cành cây riêng
biệt trên nền trời. C̣n người cận
thị th́ chỉ nh́n thấy một khối màu xanh
không có h́nh thù rơ rệt, mờ mờ ảo ảo,
như một h́nh kỳ lạ vậy.
Những người cận thị
thấy bộ mặt người khác như trẻ
trung hơn và quyến rũ hơn, đơn giản
v́ họ không thể nh́n thấy những nếp nhăn
và những vết sẹo nhỏ. Đối với
họ, màu da đỏ thô trở thành màu hồng
mịn màng.
Đôi khi chúng ta rất ngạc nhiên khi
thấy người nào đó đoán tuổi
người khác sai đến 10 tuổi. Chúng ta
lấy làm lạ về óc thẩm mỹ kỳ
quặc của anh ta, thậm trí c̣n thấy anh ta thiếu
lịch sự, trố mắt nh́n trừng trừng vào
ḿnh. Đó là v́ khi không đeo kính mà nói
chuyện, anh ta hoàn toàn không nh́n thấy bạn. Trong
mọi trường hợp anh ta đều không nh́n
thấy những điều mà bạn cầm chắc
là anh ta phải thấy. Bởi v́, trước
mắt anh ta là một h́nh ảnh mơ hồ, không có
ǵ đặc biệt, do đó cách một giờ sau
gặp lại nhau, anh ta đă không nhận ra bạn.
Những người cận thị nhận ra người
khác phần lớn dựa vào giọng nói chứ không
phải căn cứ vào h́nh dáng bên ngoài.
Ban đêm, đối với người
cận thị, hết thảy những vật sáng như
đèn đường phố, đèn trong nhà… đều
trở nên lớn vô cùng, những bóng đen mờ
ảo không có h́nh dáng. Họ không nhận ra
những chiếc ô tô phóng lại gần mà chỉ
thấy hai vùng sáng chói ḷa (hai đèn pha ô tô), đằng
sau là một khối tối om.
Bầu trời đêm đối
với người cận thị cũng khác xa so
với người thường. Họ chỉ có
thể thấy những ngôi sao lớn nhất mà
thôi. Do đó, đáng lẽ là hàng ngh́n ngôi sao th́
họ chỉ thấy được độ mấy
trăm. Qua mắt họ, những ngôi sao ấy
giống như những quả cầu sáng khổng
lồ, c̣n mặt trăng rất to và gần, trăng
lưỡi liềm th́ là một h́nh dạng rất
phức tạp, kỳ quái. 
Nguyên nhân của tất cả những
hiện tượng trên là do sai sót trong
cấu tạo của mắt người cận
thị. Mắt họ quá sâu, đến nỗi
những tia sáng mà nó thu được phát ra từ
mỗi điểm trên vật thể không sao hội
tụ được ở đúng vơng mạc, mà
lại hội tụ trước vơng mạc. Do đó,
tia sáng khi rọi tới vơng mạc ở đáy
mắt th́ đă phân tán mất rồi, nên chỉ
tạo thành một ảnh rất lờ mờ trên vơng
mạc.
35- Có dễ dàng bóp vỡ được
vỏ trứng không?
Bạn có thể nghĩ rằng việc
ấy quả là tṛ trẻ con! Ấy chớ,
mặc dù mỏng là thế nhưng vỏ của
một quả trứng thông thường cũng không
phải là quá mảnh dẻ. Muốn bóp vỡ bằng
cách ép hai đầu nhọn của nó vào ḷng bàn tay,
bạn phải "vận công" tương đối
đấy.
Chính h́nh dáng lồi của vỏ
trứng đă khiến cho nó vững bền một cách
lạ thường như thế. Nguyên nhân của
hiện tượng cũng giống như tính
vững bền của các loại cửa cuốn h́nh
ṿm dưới đây:
 |
Click vào h́nh để xem rơ hơn. |
Trong h́nh là một cái cửa sổ
bằng đá xây cuốn như thế. Sức
nặng S (tức là trọng lượng của các
phần nằm bên trên của bức tường)
tỳ lên viên đá h́nh cái nêm chèn ở giữa ṿm
cuốn sẽ đè xuống dưới một
lực, biểu diễn bằng mũi tên A trên h́nh
vẽ. Nhưng h́nh dạng cái nêm của viên đá làm
cho nó không thể tụt xuống dưới
được mà chỉ có thể đè lên những
viên đá bên cạnh thôi. Ở đây lực A có
thể phân tích làm hai lực B và C, theo quy tắc h́nh
b́nh hành. Các lực này cân bằng với sức
cản của các viên đá nằm dính sát nhau,
rồi đến lượt chúng mỗi viên đá
lại chịu sự nén chặt của các viên đá
xung quanh. Như vậy lực từ bên ngoài đè lên
cái cửa xây cuốn sẽ không thể làm cửa
bị hỏng được. 
Thế nhưng, lực tác dụng từ
bên trong ra lại có thể làm đổ cái cửa này
tương đối dễ dàng. Lư do cũng dễ
hiểu: h́nh dạng cái nêm của các viên đá
chỉ giữ không cho chúng tụt xuống, chứ
chẳng hề ngăn chúng đi lên chút nào.
Vỏ quả trứng chẳng qua cũng
là một cái ṿm cửa nói trên, chỉ có điều
nó được cấu tạo bởi một lớp
liền nhau. Khi có sức ép từ bên ngoài vào th́ nó
không dễ bị vỡ tan ra như ta tưởng.
Có thể đặt một chiếc ghế khá
nặng dựa chân lên 4 quả trứng sống mà chúng
vẫn không bị vỡ. Bây giờ chắc bạn
đă hiểu tại sao thân gà mẹ cũng khá
nặng, mà khi xéo lên ổ không làm vỡ
trứng, trong khi chú gà con yếu ớt lúc nở
ra lại có thể dùng mỏ phá tung dễ dàng
lớp vỏ bao bọc bên ngoài.
Tính bền vững kỳ lạ của các
bóng đèn điện - những thứ thoạt như
rất mảnh dẻ và gịn - cũng được
cắt nghĩa như tính bền vững của
vỏ trứng. Sự bền vững của chúng c̣n
làm ta ngạc nhiên hơn nữa, nếu bạn
nhớ rằng có loại bóng đèn bên trong là
khoảng chân không tuyệt đối, không một tí
ǵ có thể chống lại áp suất của không khí
bên ngoài. Thế mà độ lớn của áp
suất không khí trên một bóng đèn điện
lại chẳng phải là nhỏ: một bóng đèn
có đường kính 10 cm phải chịu một
lực trên 700 N (bằng trọng lượng của
một người) ép vào từ mọi phía. Bóng
đèn chân không c̣n "cao thủ" hơn, nó có
thể chịu được một áp suất
lớn hơn áp suất trên 2,5 lần.
36- Cuộc du lịch rẻ tiền nhất!
Vào thế kỷ 17, nhà văn Pháp
Xirano De Becgiorac viết một cuốn tiểu
thuyết khôi hài nhan đề “Sử kư của
những nước trên mặt trăng” (1652), trong
đó có mô tả một lần, ông ta làm thí
nghiệm vật lư, rồi chẳng biết v́ sao bay
bổng lên trời. Sau vài tiếng, hạ
xuống đất, ông ngạc nhiên thấy ḿnh
đă ở Canada...
Nhà văn Pháp này cho rằng cuộc
phi hành ngoài sức tưởng tượng vượt
Đại Tây Dương là hoàn toàn tự nhiên. Lư
do ông đưa ra là trong khi nhà du hành rời
khỏi mặt đất th́ hành tinh chúng ta vẫn
tiếp tục quay từ tây sang đông như trước.
Cho nên khi hạ xuống, dưới chân ông ta không
phải là nước Pháp nữa mà đă là lục
địa châu Mỹ.
Quả là một phương pháp du
lịch rẻ tiền và đơn giản! Các
bạn xem, chỉ cần bay lên bầu trời trên trái
đất, rồi dừng lại trong không trung vài phút
thôi, là có thể hạ xuống một nơi xa
lạ về phía tây. Nhưng tiếc thay, cái phương
pháp kỳ dị đó chỉ là chuyện hoang
đường.

Một là, sau khi chúng ta lên tới
không trung th́ thật ra chúng ta vẫn ràng buộc
với cái vỏ khí của trái đất, chúng
ta lơ lửng trong khí quyển mà lớp khí
quyển này lại quay theo trái đất. Không khí
(nói đúng hơn là các lớp không khí đặc
ở dưới) cùng quay với trái đất và
mang theo hết thảy những ǵ tồn tại trong nó
như mây, máy bay, chim chóc và côn trùng… Nếu như
không khí không chuyển động cùng với trái
đất, th́ đứng trên trái đất chúng ta
sẽ luôn luôn thấy có gió to thổi mạnh đến
nỗi băo táp so với nó chỉ như một cơn
gió thoảng. Bởi v́, các bạn nên chú ư rằng,
chúng ta đứng yên để cho không khí đi qua
hoặc không khí đứng yên và chúng ta chuyển
động trong không khí th́ cũng hoàn toàn giống
nhau. Trong cả hai trường hợp này, chúng ta
đều cảm thấy có gió to. Người đi
xe mô tô phóng với vận tốc 100 km/h th́ mặc dù
trời yên gió tạnh ta cũng vẫn thấy gió
thổi ngược rất mạnh.
Thứ hai là, hăy cứ cho rằng
chúng ta có thể lên tới lớp khí quyển cao
nhất, hoặc trái đất của chúng ta không có
lớp khí quyển này đi nữa, th́ lúc ấy cái
phương pháp du lịch rẻ tiền kia cũng
chẳng phải dễ dàng thực hiện
được. Bởi v́, sau khi chúng ta rời
khỏi bề mặt của trái đất đang
quay, do quán tính, chúng ta vẫn tiếp tục
chuyển động với vận tốc cũ,
hoặc nói một cách khác, chúng ta vẫn tiếp
tục chuyển động với vận tốc
chuyển động của trái đất ở phía
dưới. Cho nên, khi hạ xuống, chúng ta lại rơi
đúng vào nơi xuất phát, giống như khi ta
nhảy lên ở bên trong 1 toa xe lửa đang chạy
ta đă lại rơi xuống đúng chỗ vậy.
Tuy quán tính có làm cho chúng ta chuyển động
thẳng (theo tiếp tuyến), c̣n trái đất
ở dưới chân chúng ta lại chuyển động
theo một đường h́nh cung, nhưng trong
khoảng thời gian rất ngắn th́ điều
đó không hề ǵ cả.
37- Muốn làm lạnh vật, đặt trên
hay dưới nước đá?
Muốn đun nước, chúng ta đặt
ấm nước lên trên ngọn lửa, chứ không
đặt cạnh ngọn lửa. Vậy muốn làm
lạnh một vật bằng nước đá th́ nên
làm thế nào? Do thói quen, nhiều người cứ
đặt vật lên trên nước đá. Làm
thế, chỉ là công cốc mà thôi...
Khi đun nóng nước, chúng ta
đặt ấm nước lên trên ngọn lửa là
hoàn toàn đúng, bởi v́ không khí được
ngọn lửa đun nóng sẽ nhẹ hơn, bốc
lên khắp xung quanh ấm. Thành ra, theo cách này chúng ta
đă sử dụng nhiệt lượng một cách
có lợi nhất.
C̣n khi làm lạnh vật bằng nước
đá, do thói quen, nhiều người cứ đặt
vật lên trên, chẳng hạn đặt b́nh
sữa lên trên nước đá. Làm như thế không
hợp cách, bởi v́ không khí ở bên trên nước
đá, sau khi lạnh, sẽ ch́m xuống và được
thay thế bằng không khí nóng xung quanh. Từ đó
ta suy ra một kết luận là: nếu muốn làm
lạnh thức ăn hoặc đồ uống th́ không
nên đặt nó ở trên nước đá mà đặt
ở dưới nước đá.

V́ nếu đặt nồi nước lên
trên, th́ chỉ có lớp nước thấp nhất
lạnh đi thôi, c̣n những phần trên vẫn
được bao bọc bởi không khí không
lạnh. Ngược lại, nếu đặt cục
nước đá lên trên vung nồi, th́ nước
trong nồi sẽ lạnh đi rất nhanh, bởi v́,
lớp nước ở trên bị lạnh, sẽ ch́m
xuống và nước nóng hơn ở dưới
sẽ lên thay thế, cứ như vậy cho đến
khi toàn bộ nước trong nồi sẽ lạnh
hết mới thôi (khi đó, nước nguyên
chất không lạnh xuống đến 0 độ mà
chỉ lạnh đến 4 độ C, ở nhiệt
độ này nước có tỷ khối lớn
nhất). Mặt khác, không khí lạnh ở xung quanh
cục nước đá cũng sẽ đi xuống
và bao vây lấy nồi nước.
38- Tại sao đóng chặt cửa sổ mà
vẫn cảm thấy gió?
Người ta thường hay nhận
thấy có gió thổi từ cửa sổ hoàn toàn
đóng kín, không có lấy một khe hở nhỏ.
Điều này tưởng chừng rất kỳ
lạ. Thật ra, đó là chuyện hoàn toàn b́nh
thường. Kiến thức vật lư đơn
giản sẽ giúp bạn hiểu điều này.
Không khí trong pḥng hầu như không bao
giờ hoàn toàn yên lặng. Trong pḥng thường có
những ḍng khí vô h́nh sinh ra do không khí bị nóng
lên hay lạnh đi. Khí nóng lên sẽ nở ra
và nhẹ đi, c̣n gặp lạnh th́ ngược
lại, co cụm và trở nên nặng hơn.
Không khí nhẹ, nóng ở gần ḷ sưởi
sẽ bị không khí lạnh đẩy lên cao,
tới trần nhà, c̣n không khí lạnh tương
đối nặng ở gần cửa sổ hay tường
lạnh sẽ ch́m xuống gần sàn nhà.
Dùng một quả bong bóng, chúng ta có
thể phát hiện dễ dàng những luồng khí này.
Chú ư là phải buộc một vật nặng con con vào
cái bong bóng ấy để cho nó khỏi bám măi vào
trần nhà mà có thể tự do lơ lửng trong không
khí. Đưa nó lại gần chiếc ḷ sưởi
đang rực lửa rồi thả ra, nó sẽ
bị những luồng khí vô h́nh lôi đi "du
lịch" ở trong pḥng, từ ḷ lửa lên
trần nhà, ra cửa sổ rồi hạ xuống sàn
nhà, và trở lại ḷ lửa để tiếp
tục cuộc dạo chơi trong pḥng.
Đó là lư do tại sao chúng ta cảm
thấy có gió thổi từ cửa sổ, nhất là
ở dưới chân, mặc dù cửa đóng kín.

39- Dùng lửa để dập lửa như
thế nào?
Có lẽ bạn từng nghe nói, phương
pháp tốt nhất, có lẽ là duy nhất, để
chống lại trận cháy rừng hoặc cháy
đồng cỏ là đốt rừng hoặc đồng
cỏ về phía ngược lại. Ngọn lửa
mới đi về phía bể lửa đang cuộn dâng,
cướp đoạt "thức ăn" của nó. Hai
bức tường lửa gặp nhau, lập tức
tắt ngay, tựa như nuốt chửng nhau vậy.
Dưới đây là đoạn trích
trong cuốn tiểu thuyết “Đồng cỏ”
của nhà văn Kupe, mô tả cảnh ông già bẫy
muông thú cứu những người khách du lịch
đang mắc nghẽn trong đám cháy trên đồng
cỏ châu Mỹ:
"Đột nhiên ông già tỏ thái
độ cương quyết.
- Đến giờ hành động
rồi - Ông nói.
- Ông hành động quá muộn rồi,
ông già đáng thương ạ! - Mitliton thốt lên
- Lửa chỉ c̣n cách chúng ta một phần tư
dặm thôi, và gió đang táp những ngọn lửa
đó về phía ta với một vận tốc kinh người.
- À, ra thế! Lửa! Ta không thể
sợ lửa. Nào các cháu! Xắn tay áo lên, cắt
ngay cái đám cỏ khô này đi, để làm trơ
ra một khoảng đất trống.
Trong một khoảng thời gian rất
ngắn, họ đă cắt trụi được
một khoảng đất đường kính 6 mét.
Ông già dẫn các cô gái đến một góc
của khoảng đất trống không lớn
lắm đó và bảo họ lấy chăn che
những quần áo dễ cháy. Sau khi đă pḥng
bị xong xuôi rồi, ông chạy đến góc băi
trống đối diện, nơi mà ngọn lửa
man rợ, cao ngất đang điên cuồng tấn công
họ, ông lấy một nắm cỏ khô nhất
đặt lên giá súng rồi đốt. Nắm
cỏ khô dễ cháy lập tức bùng lên. Ông già
ném nắm cỏ này vào trong bụi cây cao, rồi
trở về giữa băi trống, kiên tâm chờ
đợi kết quả hành động của ḿnh.
Ngọn lửa do ông già ném tới đă tham lam
ngấu nghiến hết những cây khô, chỉ trong
chớp mắt nó đă lan sang đám cỏ…
Lửa cháy càng ngày càng to, bắt đầu
lan về ba phía. Nhưng ở phía thứ tư th́ nó
bị mảnh đất trống cản lại.
Lửa cháy càng dữ, chỗ đất trống
xuất hiện ở phía trước cũng càng
được mở rộng... Sau mấy phút đồng
hồ, ngọn lửa ở tất cả mọi phía
đều lùi đi, chỉ c̣n lại những đám
khói dày đặc bao vây mọi người, nhưng
họ đă thoát khỏi nguy hiểm v́ ngọn
lửa đă điên cuồng tiến lên phía trước..."
Tuy nhiên, cái phương pháp dập
tắt những đám cháy không đơn giản
như lúc thoạt nh́n đâu. Chỉ những người
rất có kinh nghiệm mới có thể dùng phương
pháp đốt lửa đón đầu để
dập tắt lửa, nếu không càng đem
lại những tai họa lớn hơn.
Nếu bạn suy nghĩ câu hỏi dưới
đây, tất bạn sẽ thấy rơ v́ sao làm
việc đó cần phải có nhiều kinh
nghiệm: Tại sao ngọn lửa do ông già
đốt lên lại có thể cháy đi đón
lửa mà không cháy theo phía ngược lại? Bởi
v́ gió từ phía đám cháy thổi tới, và đă
đem bể lửa về phía những người
lữ khách cơ mà! Nếu thế th́ tưởng
chừng như ngọn lửa do ông già đốt lên
sẽ không cháy đi đón bể lửa mà sẽ cháy
lùi về phía sau theo đồng cỏ. Nếu quả
thật thế th́ các hành khách không tài nào tránh
khỏi bị thiêu chết.

Rúc cục, ông già bẫy muông thú có bí
quyết ǵ? Bí quyết là ở chỗ hiểu một
định luật vật lư đơn giản. Tuy gió
từ phía đồng cỏ đang cháy thổi
về phía những người lữ khách, nhưng
ở phía trước, ngay gần ngọn lửa,
phải có một ḍng không khí thổi ngược
trở lại.
Thực tế, không khí ở phía trên
biển lửa sau khi nóng lên th́ nhẹ đi và
bị không khí mới ở tất cả mọi phía
(nơi chưa bắt cháy) đẩy lên phía trên.
Do đó ta thấy, ở cạnh biên giới của
lửa nhất định có ḍng không khí hút về
phía ngọn lửa. V́ thế, phải bắt tay đốt
lửa để đón lửa, khi đám cháy lan
gần đến nỗi đă cảm thấy có ḍng
không khí hút đó.
Đây cũng là lư do tại sao ông
già bẫy muông thú không vội vàng đốt lửa
mà b́nh tĩnh chờ thời cơ thích hợp.
Nếu luồng không khí đó chưa xuất
hiện mà đă sớm đốt cỏ th́
lửa sẽ cháy lan theo phương ngược
lại, khiến mọi người ở vào một t́nh
thế vô cùng nguy hiểm. Nhưng cũng không
được hành động quá chậm, bởi v́
lửa sẽ xô tới quá gần.
40- Ở đâu các vật nặng hơn?
 |
Khi đưa vật vào sâu ḷng đất,
các lực tác dụng từ nhiều phía, song
chỉ c̣n lực hút từ tâm trái đất
đặt vào vật là có giá trị. |
Càng lên cao, lực trái đất hút các
vật càng giảm, v́ thế, chúng càng nhẹ đi.
Nếu vượt ra khỏi bầu khí quyển
của trái đất, trọng lượng của
vật sẽ bằng 0. Suy ngược ra, bạn
có thể cho rằng càng vào sâu trong ḷng đất,
vật càng nặng hơn. Chú ư nhé, điều này hoàn
toàn là ngộ nhận!
Trái đất hút những vật
thể bên ngoài y như toàn bộ khối lượng
của nó tập trung ở tâm. Theo định
luật hấp dẫn, lực hút giảm tỷ
lệ nghịch với b́nh phương khoảng cách,
càng lên cao, lực hút của trái đất lên các
vật càng yếu đi.
Nếu đưa quả cân 1 kg lên
độ cao 6.400 km, tức là dời nó ra xa tâm trái
đất gấp hai lần bán kính trái đất, th́
lực hút sẽ giảm đi 2 mũ 2 lần,
tức là 4 lần, và quả cân treo vào cân ḷ xo
sẽ chỉ nặng cả thảy 250 gram, chứ không
phải 1 kg. Nếu đem quả cân đi xa
mặt đất 12.800 km, tức là xa tâm trái đất
gấp ba lần, th́ lực hút giảm đi 9
lần, quả cân 1 kg chỉ c̣n nặng 111 g….
Từ tính toán trên, tất bạn sẽ
nảy ra ư kiến cho rằng khi đưa quả cân
vào sâu trong ḷng trái đất, tức là khi đưa
vật tiến về tâm, th́ ta phải thấy
sức hút tăng hơn, hay quả cân nặng hơn.
Song, thực tế, vật thể không tăng
trọng lượng khi đưa vào sâu trong ḷng trái
đất, mà ngược lại, nhẹ đi.

Sở dĩ như thế là v́ bây
giờ vật thể không c̣n chịu sức hút
từ một phía nữa, mà là từ nhiều phía
trong ḷng đất (dưới, trái, phải...). Rút
cục, các lực từ mặt bên, từ bên trên...
triệt tiêu lẫn nhau, chỉ c̣n lại lực
hút của quả cầu có bán kính bằng khoảng
cách từ tâm trái đất đến chỗ đặt
vật là có giá trị. V́ vậy, càng đi sâu vào ḷng
trái đất th́ trọng lượng của vật
càng giảm nhanh. Khi tới tâm trái đất, vật
trở thành không trọng lượng.
Như thế, ở trên mặt đất,
vật sẽ nặng hơn cả (*).
* T́nh h́nh xảy ra đúng như
thế nếu trái đất hoàn toàn đồng
nhất về khối lượng riêng. Nhưng
thực tế, khối lượng riêng
của trái đất tăng lên khi vào gần tâm:
V́ vậy, khi vào sâu trong ḷng trái đất th́
thoạt đầu trọng lực tăng lên
một khoảng nào đó, rồi sau mới
bắt đầu giảm. |
41- Có thật kiến là những kẻ lao
động gương mẫu?
Nhiều người từng ca ngợi
kiến chăm chỉ, có tinh thần tập thể
cao, là tấm gương sáng mà con người
cần học tập! Sai. Thực tế, kiến không
hề biết có bạn bè, mà con nào con nấy
chỉ biết chăm chăm vào việc của ḿnh,
cản trở lẫn nhau. May thay, định luật
tổng hợp lực đă giúp những hành động
hỗn loạn của chúng thành ra có vẻ hợp lư.
Trong cuốn "Bản năng", nhà
động vật học Elaxit viết: "Nếu có
hàng chục con kiến tha miếng mồi trên mặt
đất phẳng lỳ, th́ hết thảy bọn
chúng đều cố gắng như nhau, và nh́n
bề ngoài, ta tưởng rằng chúng đồng tâm
hiệp lực lắm. Nhưng khi miếng mồi
ấy, con sâu chẳng hạn, vướng phải
một cọng cỏ hoặc một ḥn đá
nhỏ, không thể kéo thẳng đi được,
mà phải kéo ṿng quanh, th́ bạn sẽ thấy ngay
rằng con nào con nấy chỉ biết việc của
ḿnh, không biết phối hợp với nhau để
vượt chướng ngại vật. Con kéo về
bên phải, con kéo về bên trái, con về đằng
trước, con kéo giật lùi. Chúng chạy lăng xăng
từ chỗ này qua chỗ khác, cắn vào ḿnh sâu, chú
nào chú nấy cứ thế đẩy và kéo theo ư riêng.
Đến khi t́nh cờ chúng t́m ra một hợp
lực v́ 6 con đẩy về một phía, c̣n 4 con kéo
về một phía khác, th́ rốt cục mồi di
chuyển về phía đẩy của 6 con kiến kia.
Thế là chúng t́m được lối thoát, dù
6 con cứ việc đẩy c̣n 4 con kia cứ
việc cản".

Bây giờ chúng ta có một miếng phó
mát (h́nh bên) và 40 con kiến
tha miếng phó mát ấy. 20 con ở đầu A, 10
con ở đầu B, và mỗi bên có 5 con. Người
ta có thể tưởng tượng ra một kiểu
cộng tác lư tưởng là 20 con ở đầu A kéo,
10 con ở đầu B đẩy, c̣n 10 con ở hai
bên th́ huưch vai, cùng đưa miếng phó mát về
phía trước. Tuy nhiên, khi dùng con dao gạt hết
10 con kiến ở phía sau đi th́ miếng phó mát
lại chuyển động nhanh hơn! Th́ ra 10 con
ở phía sau không đẩy mà cứ kéo miếng phó
mát về phía ḿnh. Kiến chẳng hợp tác ǵ
cả, mà con nào cũng ra sức kéo miếng mồi
về phía nó theo bản năng chiếm hữu.
Thực tế, để tha miếng phó mát chỉ
cần 10 chú kiến biết hợp sức kéo về
một phía là đủ, 40 con kiến chỉ
cản trở nhau thêm.
Trong một truyện ngụ ngôn, Mark Twain
đă kể về cuộc gặp gỡ giữa hai
con kiến và một cái càng châu chấu như sau:
"Mỗi con cắn một đầu và ra sức kéo
về hai phía ngược nhau. Cả hai đều
nhận thấy tựa hồ có ǵ không ăn
khớp, nhưng rút cục chúng chẳng hiểu
tại sao. Thế rồi chúng căi nhau và đánh nhau...
Về sau, chúng làm lành với nhau và lại bắt
đầu cái công việc cộng tác vô nghĩa này.
Nhưng bây giờ người bạn
bị thương trong cuộc đánh lộn lại
trở thành một chướng ngại vật: Nó không
chịu bỏ mà cứ bám chặt lấy miếng
mồi. Con kiến khoẻ mạnh kia phải gắng
hết sức mới tha được cả
miếng mồi lẫn người bạn bị thương
về tổ".
Kết thúc câu chuyện, Mark Twain châm
biếm: "Chỉ qua con mắt của những nhà
vạn vật học thiếu kinh nghiệm, toàn
đưa ra những kết luận mơ hồ, th́
kiến mới là kẻ lao động gương
mẫu".
42- Dưới chân chúng ta là mùa ǵ?
Khi trên mặt đất là mùa hạ th́
dưới sâu, chẳng hạn cách mặt đất
3 mét, là mùa ǵ? Bạn tưởng rằng đó cũng
là mùa hạ sao? Nhầm rồi! Mùa trên mặt đất
và dưới đất không hề giống nhau như
nhiều người vẫn tưởng.
Đất dẫn nhiệt rất kém.
Ở St. Petersburg, những ống dẫn nước
ở dưới sâu 2 mét vẫn không bị đóng băng
trong những ngày giá lạnh nhất. Sự thay đổi
nhiệt độ trên mặt đất truyền
rất chậm tới các lớp dưới sâu, và
từ lớp này qua lớp khác cũng vậy. Các
đo đạc ở Petersburg cho thấy, dưới
sâu 3 mét, lúc nóng nhất trong năm đến
chậm 76 ngày so với trên mặt đất, và lúc
lạnh nhất đến chậm 108 ngày. Như
thế có nghĩa là nếu ngày nóng nhất trên
mặt đất là 15/7 th́ dưới sâu 3 mét, măi
tới ngày 9/10 mới là nóng nhất. Nếu ngày
lạnh nhất là 15/1 th́ ở dưới sâu 3 mét, măi
tới tháng 5 (tức là đầu mùa hè) mới là
lạnh nhất! Càng xuống các lớp đất sâu
hơn, sự chậm trễ càng nhiều.

Xuống sâu ḷng đất, sự thay
đổi nhiệt độ chẳng những
diễn ra chậm, mà c̣n bị yếu đi, và
tới một độ sâu nào đó th́ mất
hẳn. Trong hầm của đài thiên văn Paris,
ở độ sâu 28 mét, có một nhiệt kế
đặt từ giữa thế kỷ 19, mà măi
tới ngày nay, qua 150 năm, nó vẫn không hề
nhúc nhích, trước sau vẫn chỉ +11,7 độ
C. Cho nên, ở dưới sâu ḷng đất, không có
mùa nào cả. Bao giờ cũng vẫn là một mùa.
Việc nghiên cứu sự thay đổi
thời tiết của các lớp đất thực
sự rất quan trọng. Nó cho chúng ta hiểu về
môi trường sinh thái của ấu trùng và các
động vật khác, về sự sinh trưởng
của thực vật... Nhờ đó, chúng ta có
thể hiểu rằng, khác với các tế bào lá và
thân sinh sản vào nửa năm nóng, các tế bào
rễ lại sinh sản vào nửa năm lạnh, và
các tổ chức mới sinh của rễ hầu như
ngừng hoạt động vào mùa nóng
43-
Làm thế nào phân biệt được
trứng chín, trứng sống?
Muốn giải đố mà không
phải đập trứng ra, bạn hăy dùng
kiến thức cơ học để vượt qua khó
khăn nho nhỏ này. Đặt quả trứng
định thử lên một cái đĩa và dùng hai
ngón tay quay nó một cái. Trứng sống th́ ngay
bắt nó quay cũng khó. Nhưng trứng chín
(nhất là chín kỹ) th́ quay nhanh và lâu hơn
hẳn.
Nó quay nhanh đến mức không thể
thấy rơ h́nh dạng, mà chỉ thấy là một
khối cầu dẹp màu trắng, và nó thể quay trên
đầu nhọn được.
Sở dĩ như thế là v́ quả
trứng chín kỹ quay như toàn thể một
vật đặc; c̣n quả trứng sống th́ ḷng
trứng lỏng ở bên trong không thể ngay tức
khắc nhận được chuyển động
quay, nên do quán tính của ḿnh, nó ḱm hăm chuyển
động của vỏ cứng. Ḷng trứng lúc này đóng
vai tṛ vật hăm chuyển động.
Quả trứng chín và sống c̣n
phản ứng khác nhau khi đang quay bị dừng
lại. Nếu chạm ngón tay vào quả trứng chín
đang quay th́ nó dừng lại ngay tức khắc. C̣n
quả trứng sống, th́ vẫn quay thêm chút
nữa. Đó cũng là v́ quán tính: Khối chất
lỏng trong ḷng quả trứng sống tiếp
tục chuyển động sau khi vỏ cứng đă
bị hăm lại. C̣n ḷng trứng chín th́ dừng
lại cùng lúc với vỏ ngoài khi bị hăm.

44- Bí ẩn của bánh xe
 |
Click vào h́nh để xem rơ hơn. |
Dán vào vành bánh xe ḅ một mẩu
giấy màu rồi quan sát nó chuyển động,
bạn sẽ thấy một hiện tượng
kỳ dị: Khi mẩu giấy chạy xuống
phần dưới của bánh xe th́ ta trông thấy nó
khá rơ rệt, c̣n khi ở phần trên th́ nó quay nhanh
đến nỗi ta không thể nhận ra nó nữa.
Thành thử, dường như phần
trên của bánh xe chuyển động nhanh hơn
phần dưới. Tương tự, quan sát một
bánh xe đạp đang chạy, ta cũng thấy
những nan hoa ở phía trên ḥa lẫn vào với nhau
thành một dải liền, c̣n những nan hoa ở phía
dưới th́ tách riêng biệt từng cái.
Vậy bí ẩn của hiện tượng
này là thế nào? Câu trả lời là, phần trên
của bánh xe đang lăn quả thật chuyển
động nhanh hơn phần dưới. Tại sao?
Mỗi điểm của bánh xe đang lăn đều
thực hiện cùng một lúc hai chuyển động:
quay quanh trục và tịnh tiến về phía trước.
V́ thế, ở đây có sự tổng hợp
chuyển động. Kết quả tổng hợp này
đối với phần trên và phần dưới
của bánh xe không giống nhau. Ở trên th́
chuyển động quay thêm vào chuyển động
tịnh tiến, trong khi ở dưới th́ ngược
lại. Chính v́ thế, đối với người
quan sát th́ phần trên của bánh xe chuyển động
nhanh hơn phần dưới.

Để chứng minh điều đó,
ta có thể làm một thí nghiệm đơn giản
như sau: Cắm một cái gậy xuống đất
ngang hàng với trục của một bánh xe đứng
yên. Dùng phấn đánh dấu vào mép cao nhất
(A) và thấp nhất (B) của bánh xe. Bây giờ,
đẩy bánh xe về phía phải một chút để
cho trục xe cách cái gậy chừng 20-30 cm và chú ư
xem các vết đánh dấu đă di chuyển thế
nào. Bạn sẽ thấy dấu A ở trên di
chuyển nhiều hơn hẳn dấu B ở dưới
(xem h́nh trên: đoạn AA' > đoạn BB').
45- Khi nào chúng ta chuyển động quanh
mặt trời nhanh hơn?
 |
Lúc nửa đêm, vận tốc
tự quay cộng vận tốc tịnh
tiến, nên chúng ta "đi" nhanh hơn. |
Để ư nhé, người ta không
hỏi khi nào trái đất di chuyển nhanh hơn, mà phải
hỏi khi nào th́ chúng ta, những cư dân trên trái
đất, chuyển động nhanh hơn ở
giữa đám các ngôi sao. Hăy xem h́nh và bạn sẽ
thấy.
Trong hệ mặt trời, trái đất
chúng ta thực hiện hai chuyển động quay
(tự quay tṛn và chuyển động tịnh
tiến quanh mặt trời). Vào lúc nửa đêm,
vận tốc tự quay cộng thêm vào vận
tốc tịnh tiến của trái đất, c̣n vào
giữa trưa th́ ngược lại, hai vận
tốc đó trừ lẫn nhau. Vậy vào lúc nửa
đêm chúng ta chuyển động trong hệ mặt
trời nhanh hơn vào lúc giữa trưa.
V́ các điểm của xích đạo
mỗi giây đi được chừng nửa cây
số, nên đối với xích đạo th́ sự
khác nhau giữa vận tốc ban đêm và vận
tốc ban ngày vị chi là một cây số trong
một giây. Những người biết h́nh học có
thể tính ngay được là, đối với St
Peterburg (ở vĩ tuyến 60), th́ sự khác nhau
đó giảm đi một nửa: Lúc nửa đêm, người ở
St Peterburg mỗi giây đi trong hệ mặt trời
nhanh hơn lúc giữa trưa được nửa
km.

46- Dùng tay tóm được viên đạn
 |
Viên đạn giảm dần
vận tốc, v́ thế, ở cuối
đường bay, tốc độ của
nó chỉ c̣n khoảng 40m/s. |
Trong thời kỳ chiến tranh đế
quốc, một phi công người Pháp gặp
phải một trường hợp kỳ lạ. Khi
đang bay ở độ cao 2 km, anh nhận thấy
ở gần ngay trước mặt có một vật
nhỏ đang chuyển động. Ngỡ là con côn
trùng nào đó, anh đưa tay tóm lấy, và
xiết bao kinh ngạc khi thấy trong tay là... một
viên đạn của quân Đức!
Mới nghe, bạn có thể cho đó là
hoang đường và khó tin lắm, vậy mà điều
đó lại hoàn toàn có thể xảy ra.
Nguyên là v́ một viên đạn không
phải bao giờ cũng chuyển động với
vận tốc ban đầu của nó là từ
800-900m/giây. Sức cản không khí làm nó bay chậm
dần và đến khi hết khả năng hoạt
động (tức là ở cuối đường
đi) th́ chỉ bay được 40 m/giây. Mà máy
bay cũng bay với vận tốc ấy.
Vậy có thể xảy ra trường
hợp, viên đạn và máy bay chuyển động
cùng chiều và có vận tốc như nhau. Bấy
giờ đối với anh phi công th́ viên đạn
chỉ là đứng yên hoặc chuyển động
chút ít. Lúc ấy phỏng có khó ǵ mà không tóm
được viên đạn bằng tay, nhất là
tay lại đeo găng (v́ viên đạn chuyển
động trong không khí đă bị nóng lên
nhiều).

47- Liệu Archimède có thể nhấc bổng trái
đất?
 |
Archimède. |
“Hăy cho tôi một điểm tựa, tôi
sẽ nhấc bổng trái đất lên!” -tục
truyền đó là lời của Archimède, một nhà
cơ học thiên tài thời cổ, người đă
khám phá ra các định luật về đ̣n
bẩy. Nhưng bạn có biết muốn nâng
một vật nặng bằng trái đất lên
cao dù chỉ 1 cm thôi, Acsimet sẽ mất
bao nhiêu thời gian không? Không dưới ba mươi
ngh́n tỷ năm!
Có lần Archimède
viết thư cho vua Hieron
ở thành phố Cyracuse, là người đồng hương
và cũng là bạn thân của ông rằng,
nếu dùng đ̣n bẩy, th́ với một lực dù
nhỏ bé đi nữa, cũng có thể nâng
được một vật nặng bất kỳ nào:
chỉ cần đặt vào lực đó một cánh
tay đ̣n rất dài của đ̣n bẩy, c̣n vật
nặng th́ cho tác dụng vào tay đ̣n ngắn. Và
để nhấn mạnh thêm điều đó, ông
viết thêm rằng nếu có một trái đất
thứ hai, th́ bước sang đấy ông sẽ có
thể nhấc bổng trái đất của chúng ta lên.
Nhưng, giá như nhà cơ học thiên
tài thời cổ biết được khối lượng
của trái đất lớn như thế nào th́ hẳn
ông đă không “hiên ngang” thốt lên như
thế nữa. Ta hăy thử tưởng tượng
trong một lát rằng Archimède có một trái đất
thứ hai, và có một điểm tựa như ông
đă muốn; rồi lại tưởng tượng
thêm rằng ông đă làm được một đ̣n
bẩy dài đến mức cần thiết. Nhưng
kể cả khi đă có mọi thứ, muốn nâng
trái đất lên cao dù chỉ 1 cm thôi, Archimède
sẽ phải bỏ ra không dưới ba
vạn tỷ năm! Sự thật là như
thế đấy. Khối lượng của trái
đất, các nhà thiên văn đă biết, tính tṛn
là:

60 000 000 000 000 000 000 000 000 N
Nếu một người chỉ có
thể trực tiếp nâng bổng được
một vật 600 N, th́ muốn “nâng trái đất”
lên, anh ta cần đặt tay của ḿnh lên tay đ̣n
dài của đ̣n bẩy, mà tay đ̣n này phải dài
hơn tay đ̣n ngắn gấp:
100 000 000 000 000 000 000 000
lần!
Làm một phép tính đơn giản
bạn sẽ thấy rằng khi đầu mút của
cánh tay đ̣n ngắn được nâng lên 1cm th́
đầu mút kia sẽ vạch trong không gian một
cung “vĩ đại”, dài: 1 000 000 000 000 000 000 km. Cánh
tay Archimède tỳ lên đ̣n bẩy phải đi qua
một đoạn đường dài vô tận như
thế chỉ để nâng trái đất lên 1 cm !
Thế th́ ông sẽ cần bao nhiêu thời gian
để làm công việc này? Cho rằng Archimède có
đủ sức nâng một vật nặng 600 N lên
cao một mét trong một giây (khả năng thực
hiện công gần bằng 1 mă lực!) th́ muốn
đưa trái đất lên 1 cm, ông ta phải mất
một thời gian là:
1 000 000 000 000 000 000 000 giây,
hoặc ba vạn tỷ năm!
Archimède dành suốt cả cuộc đời
dài đằng đẵng của ḿnh cũng chưa nâng
được trái đất lên một khoảng
bằng bề dày của một sợi tóc mảnh….
Không có một thứ mưu mẹo nào
của nhà phát minh thiên tài lại có thể nghĩ ra
cách rút ngắn khoảng thời gian ấy được.
“Luật vàng của cơ học" đă nói
rằng bất kỳ một cái máy nào, hễ làm
lợi về lực th́ tất phải thiệt
về đường đi. V́ thế, ngay như Archimède
có cách để làm cho cánh tay ḿnh có
được vận tốc lớn nhất có
thể trong tự nhiên là 300.000 km/s (vận tốc ánh
sáng) th́ với cách giả sử quăng đường
này, ông cũng phải mất 10 vạn năm mới
nâng được trái đất lên cao 1 cm!
|