【#1】Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn Là Gì? Bài Tập Áp Dụng Lý Thuyết Định Luật

Định luật vạn vật hấp dẫn được nhà vật lý Isaac Newton khám phá ra khi bị quả táo rơi vào đầu. Ông rút ra được rằng mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực được gọi là lực hấp dẫn. Và lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Kiến thức về định luật vạn vật hấp dẫn

Lực hấp dẫn

Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau bởi một lực là lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật. Lực hấp dẫn phổ biến nhất hiện nay chính là lực hấp dẫn giữa trái đất và các vật trên trái đất.

Định luật vạn vật hấp dẫn

Lực hấp dẫn giữa hai điểm bất kì sẽ tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Ta có thể biểu diễn qua công thức sau đây:

Trong đó:

  • F là lực hấp dẫn (N)
  • m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm
  • r là khoảng cách giữa chúng
  • G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 gọi là hằng số hấp dẫn

Đặc điểm của lực hấp dẫn

Đặc điểm của lực hấp dẫn được thể hiện qua 3 phương diện sau:

  • Là lực hút
  • Điểm đặt tại trọng tâm của vật (chất điểm)
  • Giá của lực là đường thẳng đi qua tâm của 2 vật

Định luật vạn vật hấp dẫn chỉ đúng khi khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng. Hay có thể đúng với các vật đồng chất và có dạng hình cầu.

Tìm hiểu về trọng lực

Trọng lực của một vật chính là lực hấp dẫn giữa Trái đất và chính vật đó. Trọng lực sẽ được đặt vào trọng tâm của vật. Trọng lực của vật sẽ được tính theo công thức sau đây:

Trong đó:

  • P là lực hấp dẫn giữa Trái đất và vật tác động
  • m là khối lượng
  • h là độ cao so với mặt đất
  • G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 gọi là hằng số hấp dẫn
  • M là khối lượng trái đất

Mặt khác: P = m.g để suy ra được công thức của gia tốc rơi tự do.

Gia tốc rơi tự do là gì?

Công thức trên chỉ ra được rằng g chính là gia tốc rơi tự do. Để thuận lợi hơn trong khi giải bài tập thì gia tốc rơi tự do thường được quy định xấp xỉ bằng 10. Cụ thể là 9.8m/s^2

Những vật gần Trái Đất chịu sự tác động như thế nào từ lực hấp dẫn?

Ta có công thức tính gia tốc rơi tự do của vật khi h nhỏ hơn rất nhiều so với R:

Ta kết luận được rằng gia tốc rơi tự do g không chỉ phụ thuộc vào vĩ độ trên Trái Đất mà còn phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất.

Bài tập củng cố kiến thức

Bài tập lý thuyết về định luật vạn vật hấp dẫn

Câu 1: Chọn phát biểu sai trong các phát biểu bên dưới khi nói về lực hấp dẫn giữa hai chất điểm?

Đáp án: D

Đáp án: C

Câu 3: Một viên đá nằm cố định trên mặt đất. Hãy xác định giá trị lực hấp dẫn của Trái Đất tác động lên viên đá trên?

Đáp án: C

Bài tập có số liệu tính toán định luật vạn vật hấp dẫn

Câu 4: Cho hai quả cầu có khối lượng 20kg, bán kính 10cm, khoảng cách giữa hai tâm đo được là 50cm. Hãy xác định độ lớn lực hấp dẫn giữa hai quả cầu là bao nhiêu? Biết rằng đây là hai quả cầu đồng chất.

Đáp án: C

Câu 5: Hai quả cầu giống nhau được đặt cách nhau một khoảng r, lực hấp dẫn giữa chúng là F. Khi chúng ta thay một trong hai quả cầu trên bằng một quả cầu đồng chất khác. Với bán kính lớn gấp hai lần và giữ nguyên khoảng cách giữa hai tâm. Hãy xác định lực hấp dẫn giữa 2 quả cầu mới?

Đáp án: C

Câu 6: Khoảng cách giữa Mặt Trăng với tâm Trái Đất là 38.107 m; khối lượng Mặt Trăng là 7,37.1022kg, Trái Đất là 6.1024 kg. Biết hằng số hấp dẫn G = 1,0672.10-8N. Hãy xác định độ lớn lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng?

Đáp án: A

Câu 7: Đặt 1 quả cầu có trọng lượng 10 N ở mặt đất. Nếu chuyển quả cầu ở độ cao cách Trái Đất một khoảng R là bán kính Trái Đất. Hãy xác định trọng lượng của quả cầu?

Đáp án: B

Bài tập gia tốc trong định luật vạn vật hấp dẫn

Câu 8: Biết gia tốc rơi tự do tại đỉnh núi và chân núi lần lượt là 9,809 m/s2 và 9,810 m/s2. Coi Trái Đất là đồng chất và chân núi cách tâm Trái Đất 6370km. Hãy xác định độ cao của ngọn núi?

Đáp án: A

Câu 9: Ta có khoảng cách giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng trung bình gấp 60 lần bán kính Trái Đất. Khối lượng Mặt Trăng < khối lượng Trái Đất khoảng 81 lần. Cho 1 vật M nằm trên đường thẳng nối tâm của Trái Đất và Mặt Trăng. Biết lúc này lực hấp dẫn của Trái Đất và của Mặt Trăng cân bằng. Hãy xác định khoảng cách từ vật M đến tâm Trái Đất gấp bao nhiêu lần?

Đáp án: B

【#2】Bài 23. Động Lượng. Định Luật Bảo Toàn Động Lượng

CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

Khi một hệ vật chuyển động thì nói chung vị trí, vận tốc, gia tốc…của các vật trong hệ thay đổi theo thời gian. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp có thể tìm được những đại lượng đặc trưng cho trạng thái của hệ không thay đổi theo thời gian. Đó là những đại lượng bảo toàn. Nếu đại lượng bảo toàn là một vô hướng thì giá trị của nó không đổi; nếu đại lượng bảo toàn là một vectơ thì phương, chiều và độ lớn của nó không đổi.

Các định luật bảo toàn cơ bản của cơ học:

Bảo toàn động lượng;

Bảo toàn cơ năng.

Các định luật này cho phép ta hiểu được sâu sắc nhiều thông tin về chuyển động của một hệ và vận dụng có hiệu quả trong việc giải nhiều bài toán cơ học.

23

ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

1. Kiến thức

– Định nghĩa được động lượng, nêu được hệ quả: lực với cường độ đủ mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian ngắn có thể làm cho động lượng của vật biến thiên.

– Từ định luật II Niu-tơn suy ra được định lí biến thiên động lượng.

– Phát biểu được định nghĩa hệ cô lập.

– Phát biểu được định luật bảo toàn động lượng.

2. Kỹ năng

– Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải bài toán va chạm mềm.

– Giải thích được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.

3. Thái độ

– Có ý thức vận dụng kiến thức Vật lí để giải thích các hiện tượng trong thực tế.

– Thích chơi các môn thể thao nhằm phát huy “Một tinh thần minh mẫn trong một thân thể tráng kiện – A sound mind in a sound body”

Chúng ta đều biết trong tương tác giữa hai vật có sự biến đổi vận tốc của các vật. Vậy hệ thức nào liên hệ giữa vận tốc giữa các vật trước và sau tương tác với khối lượng của chúng không? Và đại lượng gì sẽ đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa các vật trong tương tác, đại lượng này tuân theo quy luật nào?

I – ĐỘNG LƯỢNG

1. Xung lượng của lực

a) Ta hãy xét những ví dụ sau:

– Cầu thủ đá vô lê đã đưa bóng vào lưới đối phương (Video 23.1).

– Hòn bi đang chuyển động nhanh, chạm vào thành bàn, đổi hướng (Video 23.2).

– Hai hòn bi va chạm vào nhau, đổi hướng (Video 23.3).

Trong những thí dụ trên, các vật (quả bóng, hòn bi…) đã chịu tác dụng của ngoại lực trong một khoảng thời gian ngắn. Do thời gian tác dụng rất ngắn nên ta phải tạo ra những lực có độ lớn đáng kể làm đổi hướng chuyển động của vật. Nói cách khác: Lực có độ lớn đáng kể tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ngắn có thể gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động của vật.

được định nghĩa là Δt b) Khi một lực tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian Δt thì tích xung của lực trong khoảng thời gian .

Ở định nghĩa này, ta giả thiết lực không đổi trong khoảng thời gian tác dụng Δt.

Đơn vị xung của lực: Niu-tơn giây (N.s).

Video 23.1. Nếu Real Madrid cần một cú vô lê quyết định để mang lại danh hiệu Champions League thứ 9 trong lịch sử CLB hoàng gia Tây Ban Nha, người làm được điều đó chỉ có thể là Zidane. Với cú sút đẳng cấp nâng tỉ số lên 2 – 1, Zidane và các đồng đội đã chính thức có được danh hiệu cao quý thứ 9 tại đấu trường Châu Âu

Video 23.2

Video 23.3

2. Động lượng

a) Tác dụng của xung của lực có thể giải thích dựa vào định luật II Niu-tơn. Giả sử lực (không đổi) tác dụng lên một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc . Trong khoảng thời gian tác dụng Δt nhỏ, vận tốc của vật biến đổi thành nghĩa là vật đã có gia tốc.

Theo định luật II Niu-tơn:

Þ

(23.1)

Vế phải của hệ thức này chính là xung của lực trong khoảng thời gian Δ t; ở vế trái xuất hiện độ biến thiên của đại lượng

b) Đại lượng được gọi là động lượng của một vật.

Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc là đại lượng xác định bởi công thức:

(23.2)

Động lượng là một vectơ cùng hướng với vận tốc của vật (Hình 23.1). Đơn vị động lượng là kilôgam mét trên giây (kí hiệu là kgm/s).

Hình 23.1

c) Dạng khác của định luật II Niu-tơn

Hệ thức (20.l) có thể viết dưới dạng:

(23.3)

Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.

Phát biểu trên được gọi là định lí biến thiên động lượng. Có thể coi đó là một cách phát biểu khác của định luật II Niu-tơn.

Ý nghĩa: Lực tác dụng đủ mạnh trong một khoảng thời gian thì có thể gây ra biến thiên động lượng của vật.

1. Chứng minh công thức (23.3).

II – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

1. Hệ cô lập (hệ kín)

Một hệ nhiều vật được gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau. Trong hệ cô lập chỉ có các nội lực trực đối nhau theo định luật III Niu-tơn.

2. Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập

Xét một hệ cô lập gồm hai vật nhỏ có khối lượng m 1 và m 2 tương tác nhau.

Theo định luật III Niu-tơn:

hay

Áp dụng (23.3), ta được:

. Nghĩa là biến thiên động lượng của hệ bằng 0 hay là động lượng của hệ không đổi.

Từ kết quả nhiều thí nghiệm, nhiều hiện tượng khác nhau, ta rút ra định luật bảo toàn động lượng.

Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn.

++ … + = vectơ không đổi (23.6)

Định luật bảo toàn động lượng có nhiều ứng dụng thực tế như để giải các bài toán về va chạm, giải thích hiện tượng súng giật khi bắn

(Video 23.6), … Định luật này cũng là cơ sở của nguyên tắc chuyển động bằng phản lực của các máy bay, tên lửa ( Video 23.7) ,…

Video 23.4. Minh hoạ

Video 23.5. Minh hoạ

Video 23.6. Súng giật khi bắn

Video 23.7. Phóng vệ tinh Vinasat-1

3. Va chạm mềm

Xét một vật khối lượng m 1, chuyển động trên một mặt phẳng ngang với vân tốc là một hệ cô lập.đến va chạm vào một vật có khối lượng m 2 đang đứng yên (Video 23.8). Sau va chạm hai vật nhấp làm một và cùng chuyển động với vận tốc. Va chạm của hai vật như vậy gọi là va chạm mềm. Vì không có ma sát nên các ngoại lực tác dụng gồm có các trọng lực & các phản lực pháp tuyến chúng cân bằng nhau: Hệ

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có :

m 1= (m 1 + m 2)

Þ

Các vectơ vận tốc cùng hướng:

4. Chuyển động bằng phản lực

Một quả tên lửa có khối lượng M chứa một khối khí khối lượng m. Khi phóng tên lửa khối khí m phụt ra phía sau với vận tốc thì tên khối lượng M chuyển động với vận tốc (Video 23.9).

Lúc đầu động lượng của tên lửa bằng không:

Khí phụt ra, động lượng của hệ:

Coi tên lửa là hệ cô lập, theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

m + M =

Þ = –

Ta thấy ngược hướng với nghĩa là tên lửa bay về phía trước, ngược với hướng khí phụt ra.

Video 23.8. Va chạm mềm trên đệm không khí

Video 23.9

Video 23.10. Mô hình tên lửa nhiều tầng

Câu 1. Nêu định nghĩa, viết biểu thức động lượng của một vật và nêu tên đơn vị các ĐLVL có trong đó?

Câu 2. Khi nào động lượng của một vật biến thiên?

Câu 3. Phát biểu định luật bảo toàn động lượng? Biểu thức?

Câu 4. Em hãy kể các chuyển động bằng phản lực mà em biết?

23.1. Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải để được một câu có nội dung đúng.

23.2. Một vật có khối lượng 2 kg rơi tự do xuống đất trong khoảng thời gian 0,5s. Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu?

A. 5,0 kg.m/s. C. 10 kg.m/s.

B. 4,9 kg.m/s. D. 0,5 kg.m/s.

Cho g = 9,8 m/s 2.

23.3. Trong quá trình nào sau đây, động lượng của ô tô được bảo toàn?

A. Ô tô tăng tốc.

B. Ô tô giảam tốc.

C. Ô tô chuyển động tròn đều.

D. Ô tô chuyển động thẳng đều trên đường có ma sát.

23.4. Tính lực đẩy trung bình của hơi thuốc súng lên đầu đạn ở trong nòng một súng trường bộ binh, biết rằng đầu đạn có khối lượng 10 g, chuyển động trong nòng súng nằm ngang trong khoảng 10-3 s, vận tốc đầu bằng 0, vận tốc khi đến đầu nòng súng v = 865 m/s.

23.5. Một toa xe khối lượng 10 tấn đang chuyển động trên đường ray nằm ngang với vận tốc không đổi v = 54 km/h. Người ta tác dụng lên toa xe một lực hãm theo phương ngang. Tính độ lớn trung bình của lực hãm nếu toa xe dừng lại sau :

a) 1 giờ 40 phút.

b) 10 giây.

23.6. Một vật nhỏ khối lượng m 0 đặt trên một toa xe khối lượng m. Toa xe này có thể chuyển động trên một đường ray nằm ngang không ma sát. Ban đầu hệ đứng yên. Sau đó cho m­ 0 chuyển động ngang trên toa xe với vận tốc. Xác định vận tốc chuyển động của toa xe trong hai trường hợp:

a) là vận tốc của m 0 đối với mặt đất.

b) là vận tốc của m 0 đối với toa xe.

23.7*. Có một bệ khối lượng 10 tấn có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát. Trên bệ có gắn một khẩu pháo khối lượng 5 tấn. Giả sử khẩu pháo chứa một viên đạn khối lượng 100 kg và nhả đạn theo phương ngang với vận tốc đầu nòng 500 m/s (vận tốc đối với khẩu pháo). Xác định vận tốc của bệ pháo ngay sau khi bắn, trong các trường hợp sau:

1. lúc đầu hệ đứng yên.

2. Trước khi bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc 18 km/s:

a) Theo chiều bắn.

b) Ngược chiều bắn.

23.8. Một xe chở cát khối lượng 38 kg đang chạy trên đường nằm ngang không ma sát với vận tốc 1 m/s. Một vật nhỏ khối lượng 2 kg bay ngang với vận tốc 7 m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát và nằm yên trong cát. Xác định vận tốc mới của xe. Xét hai trường hợp :

a) Vật bay đến ngược chiều xe chạy.

b) Vật bay đến cùng chiều xe chạy.

(VTC News) – Cơ quan quản lý hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đã phóng thử thành công tên lửa đẩy Ares I-X vào ngày hôm qua 28/10 theo giờ địa phương từ căn cứ vũ trụ Kennedy, bang Florida.

Mục đích của lần phóng này là thử nghiệm công nghệ phát triển thiết bị phóng có người lái trong tương lai để có thể thay thế đội tàu con thoi sắp “về hưu” và phục vụ tham vọng đưa người lên mặt trăng của Mỹ.

NASA đã mất gần 4 năm với kinh phí 350 triệu USD cho tên lửa này. Hôm 27/10 vừa qua Mỹ đã hủy bỏ vụ phóng tên lửa Ares I-X vì thời tiết xấu.

Tên lửa Ares I-X được phóng lên và bay khoảng 2 phút trước khi rơi xuống Đại Tây Dương, nhưng các kỹ sư của NASA hy vọng sẽ biết được những thông tin đáng giá về hoạt động của tên lửa Ares I-X nhờ 700 thiết bị cảm ứng được gắn trên tên lửa này.

Lê Dũng (Theo Press, BBC)

Con mực bơi như thế nào?

Hẳn bạn sẽ vô cùng ngạc nhiên khi nghe nói: Với nhiều sinh vật thì phương pháp hoang đường “tự túm tóc để nâng mình lên trên” lại chính là cách di chuyển thông thường của chúng ở trong nước. Mực cũng thế.

Con mực và nói chung đa số các động vật nhuyễn thể lớp đầu túc đều di chuyển trong nước theo cách: lấy nước vào lỗ máng qua khe hở bên và cái phễu đặc biệt ở đằng trước thân, sau đó chúng dùng sức tống tia nước qua cái phễu đó. Như thế, theo định luật phản tác dụng, chúng nhận được một sức đẩy ngược lại đủ để thân chúng bơi khá nhanh về phía trước. Ngoài ra con mực còn có thể xoay ống phễu về một bên hoặc về đằng sau và khi ép mình để đẩy nước ra khỏi phễu thì nó có thể chuyển động theo bất kỳ hướng nào cũng được.

Chuyển động của con sứa cũng tương tự như thế: nó co các cơ lại để đẩy nước từ dưới cái thân hình chuông của nó ra và như thế nó bị đẩy về phía ngược lại. Chuyển động của bọ nước, của các ấu trùng chuồn chuồn và nhiều loài động vật dưới nước khác cũng theo phương pháp này.

(Theo: Vật lí vui)

【#3】James Prescott Joule Nhà Vật Lý Đặt Nền Móng Cho Định Luật

James Prescott Joule nhà vật lý đặt nền móng cho định luật

Chương IV: Johannes Kepler (Kê-ple) và các định luật mang tên ông

James Prescott Joule (Phiên âm tiếng Việt Jun) (1818-1889) là một nhà vật lý người Anh sinh tại Salford, Lancashire. Ông đã phát hiện ra mối liên hệ giữa nhiệt lượng và công. Phát hiện này đã dẫn đến sự ra đời của định luật bảo toàn năng lượng tạo tiền đề cho sự phát triển của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học. Tên ông đã được đặt cho đơn vị của các dạng năng lượng của vật lý viết tắt là J (đọc là Jun).

Chân dung của nhà vật lý học người Anh James Prescott Joule (Jun)​

Tuổi thơ và cuộc sống phải trưởng thành sớm của James Prescott Joule:

  • Ông sinh ngày 24/12/1818 tại Manchester, Anh Benjamin Joule, trong một gia đình sản xuất bia giàu có.​

  • Ông là một đứa trẻ nhạy cảm và yếu đuối, không thể đi học thường xuyên và do gia đình có điều kiện nên Ông được học cùng gia sư ở nhà từ khi còn rất nhỏ. Ông được trau dồi kiến thức từ John Dalton một nhà toán học, hóa học nổi tiếng người Anh.​

  • Do sức khỏe của cha ông không được tốt nên cùng với anh trai Benjamin của mình Joule đã buộc phải làm việc trong nhà máy bia khi còn ở tuổi 15.​

Những năm tháng sự nghiệp khoa học nổi bật của Joule (Jun):​

  • Năm 1838 ở tuổi mười chín ông đã chế tạo thành công một động cơ điện từ.
  • Năm 1840 khi giữ vai trò chủ chốt ở nhà máy bia, Ông đã đưa những ứng dụng của động cơ hơi nước mới được phát minh cùng với động cơ điện do ông chế tạo vào trong hoạt động sản xuất của nhà máy bia cho các mục đích khoa học và kinh tế, mong muốn của Ông là tăng cường máy móc trong nhà máy bia để đạt được hiệu quả cao hơn.
  • Năm 1841, ông đã thiết kế một thí nghiệm nhằm kiểm chứng mối quan hệ giữa cường độ dòng điện, điện trở và nhiệt tỏa ra trong một dây dẫn cơ sở thực tiễn để hình thành nên định luật Jun (Joule)
  • Năm 1845, ông đã có những bài viết về các thí nghiệm nhằm chứng minh công có thể chuyển thành nhiệt đặt nền móng đầu tiên của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
    Năm 1847, ông đã gặp William Thompson trong một trong các bài thuyết trình của mình tại Hội Hoàng Gia Anh tại Oxford và cộng tác với ông để tiến hành một số nghiên cứu về tác dụng nhiệt. Họ phát hiện ra hiệu ứng Joule-Thomson và nhiệt độ tuyệt đối.

Những công trình khoa học nổi bật của nhà vật lý học Joule:

  • Ông đã nghiên cứu bản chất của nhiệt, chỉ ra được mối quan hệ giữa nhiệt và cơ năng. Đặt nền móng cho định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, tiền đề xây dựng nên nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học.
  • Tìm ra mối quan hệ giữa nhiệt lượng, điện trở và cường độ dòng điện (Định luật Joule: nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn tỉ lệ thuận với tích bình phương cường độ dòng điện, điện trở của vật dẫn và thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó biểu thức của định luật Joule: Q = I2Rt)
  • Tác phẩm của ông với William Thompson dẫn tới phát hiện đáng chú ý được gọi là hiệu ứng Joule-Thomson. Nó mô tả sự thay đổi nhiệt độ của một chất khí hoặc chất lỏng khi đó là buộc phải thông qua một van giữ cách ly để tránh phần nhiệt lượng tỏa ra ngoài môi trường.
  • Ông cũng làm việc với William Thomson về nhiệt độ tuyệt đối hay còn được gọi là ‘Lord Kelvin’. (nhiệt độ tuyệt đối = độ C + 273 VD: 30oC = 30 + 273 = 303K lưu ý độ K người ta không viết là 303oK)

Giải thưởng và thành tựu:

  • Năm 1852, ông nhận Huân chương Hoàng gia của Hội Hoàng gia Anh vì đã xuất bản một cuốn sách khoa học nói về mối quan hệ giữa cơ học và nhiệt học (tiêu đề cuốn sách: On the Mechanical Equyvalent of Heat)
  • Năm 1860, ông được bầu làm chủ tịch của Manchester Literary và Philosophical Society.
  • Ông là chủ tịch của Hiệp hội Anh cho sự tiến bộ của khoa học 1872-1887.
  • Năm 1880, ông nhận Huy chương Albert của Hiệp hội Nghệ thuật Hoàng gia cho việc thiết lập các mối quan hệ giữa nhiệt, điện và công việc cơ khí.
  • Một đài tưởng niệm được xây dựng trong ca đoàn phía bắc của Westminster Abbey và một bức tượng đứng trong Tòa thị chính Manchester trong kỷ niệm của mình.

Cuộc sống cá nhân

Năm 1847, ông kết hôn với Amelia Grimes, con gái của John Grimes một kiểm soát viên của Hải quan Liverpool. Họ có hai con là Benjamin Arthur và Alice Amelia.

Năm 1854, vợ và con trai của ông đã qua đời. Sau sự cố đáng tiếc này, ông sống như một người góa vợ cho phần còn lại của cuộc đời mình và vùi đầu vào làm việc không mệt mỏi.

Chính phủ Anh đã cấp cho ông 200 bảng/tháng coi như phần lương hưu trí cho những cống hiến đối với khoa học.

【#4】Cây Cầu Phá Vỡ Định Luật Vật Lý, Trở Thành Kiệt Tác Khiến Cả Thế Giới Thán Phục

Sự sáng tạo của con người dường như vô tận, thể hiện qua nhiều công trình kiến trúc nổi tiếng thế giới. Và cây cầu nước Veluwemeer ở Hà Lan là một trong số đó.

Công trình được mệnh danh “phá vỡ định luật vật lý” khi trở thành cây cầu vừa là đường hầm cho xe qua lại, vừa là đường thủy để tàu bè thông thương. Vào thời điểm ra mắt, cầu Veluwemeer khiến thế giới “ngả mũ thán phục”.

Nằm ở địa phận thị trấn Harderwijk, thị trấn nhỏ thuộc miền đông của Hà Lan, cây cầu đặt theo tên của kiến trúc sư Veluwemeer Aqueduct.

Trước đó, vị kiến trúc sư này đã đưa ra ý tưởng táo bạo gần như không tưởng: xây dựng một cây cầu nước. Thiết kế độc đáo dự báo sẽ tiết kiệm nhiều chi phí thi công, phát huy hiệu quả tối đa và không làm cản trở giao thông.

Nếu xây đường hầm sẽ tốn thời gian và công sức, cầu đường bộ cũng đồng nghĩa cần khoản ngân sách lớn. Cây cầu nước là giải pháp tối ưu đáp ứng mọi yêu cầu đề ra.

Sau quá trình lên ý tưởng, cầu Veluwemeer được xây dựng để nối liền vùng lục địa của Hà Lan với hòn đảo nhân tạo Flevoland lớn nhất thế giới.

Công trình chính thức đi vào sử dụng từ năm 2002. Đó là tuyến đường dài 25 m, rộng 19 m và sâu 3 m. Khi cây cầu chính thức ra mắt, thế giới như “nín thở” chờ đợi công trình có một không hai này.

Nằm cách mặt nước biển chừng vài mét là đường hầm nơi các phương tiện công cộng lưu thông

Khác với những thiết kế cầu thông thường, cầu nước Hà Lan xây dựng trên hệ thống dẫn nước hiện đại cho phép lưu lượng giao thông liên tục và xuyên suốt từ trên cạn cho tới trên mặt nước.

Cụ thể, bên trên tàu đi lại dễ dàng, còn bên dưới làn đường cho xe cộ 28.000 chiếc lưu thông mỗi ngày. Các thiết kế này giúp ô tô và người đi bộ giảm bớt những đoạn đường vòng lên cầu thông thường, rút ngắn thời gian và khoảng cách.

Không chỉ khẳng định thành tựu trong vận tải đường thủy, đường bộ, cầu nước Veluwemeer độc đáo còn trở thành điểm du lịch hút khách.

Ngoài hai luồng giao thông này, các kiến trúc sư còn thiết kế lối đi bộ riêng ở hai bên cầu để du khách tản bộ, thưởng lãm vẻ đẹp ngoạn mục vùng sông nước xung quanh.

Có thể thấy, cầu nước Veluwemeer là công trình đột phá về kiến trúc và kỹ thuật. Kể từ khi xuất hiện, cây cầu được ví von như một công trình đảo ngược mọi định luật, nguyên tắc thường thấy trong vật lý tự nhiên.

Nếu có dịp tận mắt chứng kiến, bất cứ ai cũng sẽ choáng ngợp với dòng xe tấp nập đi lại bên dưới, còn phía “trên đầu”, bên mặt nước mênh mông, tàu thuyền vẫn qua lại như thường.

【#5】Cây Cầu Nước ‘phá Vỡ Mọi Định Luật Vật Lý’ Ở Hà Lan

Được mệnh danh là công trình “phá vỡ định luật vật lý”, cây cầu vừa là đường hầm cho xe đi lại, vừa là đường thủy để tàu bè thông thương hàng ngày. Cây cầu phá vỡ định luật vật lý, khiến trở thành kiệt tác khiến thế giới thán phục

Sự sáng tạo của con người dường như vô tận, thể hiện qua nhiều công trình kiến trúc nổi tiếng thế giới. Và cây cầu nước Veluwemeer ở Hà Lan là một trong số đó.

Công trình được mệnh danh “phá vỡ định luật vật lý” khi trở thành cây cầu vừa là đường hầm cho xe qua lại, vừa là đường thủy để tàu bè thông thương. Vào thời điểm ra mắt, cầu Veluwemeer khiến thế giới “ngả mũ thán phục”.

Cầu Veluwemeer là công trình khiến thế giới phải “ngả mũ thán phục” Nằm ở địa phận thị trấn Harderwijk, thị trấn nhỏ thuộc miền đông của Hà Lan, cây cầu đặt theo tên của kiến trúc sư Veluwemeer Aqueduct.

Trước đó, vị kiến trúc sư này đã đưa ra ý tưởng táo bạo gần như không tưởng: xây dựng một cây cầu nước. Thiết kế độc đáo dự báo sẽ tiết kiệm nhiều chi phí thi công, phát huy hiệu quả tối đa và không làm cản trở giao thông. XKLĐ Nhật Bản kỹ năng đặc định Tuyển XKLĐ Nhật Bản visa kỹ năng đặc định, lương cơ

Cầu nước Veluwemeer nhìn từ trên cao

Nếu xây đường hầm sẽ tốn thời gian và công sức, cầu đường bộ cũng đồng nghĩa cần khoản ngân sách lớn. Cây cầu nước là giải pháp tối ưu đáp ứng mọi yêu cầu đề ra.

Sau quá trình lên ý tưởng, cầu Veluwemeer được xây dựng để nối liền vùng lục địa của Hà Lan với hòn đảo nhân tạo Flevoland lớn nhất thế giới.

Công trình chính thức đi vào sử dụng từ năm 2002. Đó là tuyến đường dài 25 m, rộng 19 m và sâu 3 m. Khi cây cầu chính thức ra mắt, thế giới như “nín thở” chờ đợi công trình có một không hai này.

Phía trên mặt nước, tàu thuyền vẫn qua lại như thường

Khác với những thiết kế cầu thông thường, cầu nước Hà Lan xây dựng trên hệ thống dẫn nước hiện đại cho phép lưu lượng giao thông liên tục và xuyên suốt từ trên cạn cho tới trên mặt nước.

Cụ thể, bên trên tàu đi lại dễ dàng, còn bên dưới làn đường cho xe cộ 28.000 chiếc lưu thông mỗi ngày. Các thiết kế này giúp ô tô và người đi bộ giảm bớt những đoạn đường vòng lên cầu thông thường, rút ngắn thời gian và khoảng cách.

Nằm cách mặt nước biển chừng vài mét là đường hầm nơi các phương tiện công cộng lưu thông Không chỉ khẳng định thành tựu trong vận tải đường thủy, đường bộ, cầu nước Veluwemeer độc đáo còn trở thành điểm du lịch hút khách.

Ngoài hai luồng giao thông này, các kiến trúc sư còn thiết kế lối đi bộ riêng ở hai bên cầu để du khách tản bộ, thưởng lãm vẻ đẹp ngoạn mục vùng sông nước xung quanh.

Có thể thấy, cầu nước Veluwemeer là công trình đột phá về kiến trúc và kỹ thuật. Kể từ khi xuất hiện, cây cầu được ví von như một công trình đảo ngược mọi định luật, nguyên tắc thường thấy trong vật lý tự nhiên.

Cây cầu “đảo ngược mọi định luật, nguyên tắc thường thấy trong vật lý tự nhiên”

Nếu có dịp tận mắt chứng kiến, bất cứ ai cũng sẽ choáng ngợp với dòng xe tấp nập đi lại bên dưới, còn phía “trên đầu”, bên mặt nước mênh mông, tàu thuyền vẫn qua lại như thường.

Nguồn: chúng tôi

【#6】5 Khám Phá Khoa Học ‘đi Ngược Lại’ Các Định Luật Vật Lý Hiện Nay (+Video)

Một số hiện tượng bí ẩn trong tự nhiên dường như đang thách thức các định luật vật lý hiện đại.

1/ Mặt Trời có thể làm cho thứ khác nóng hơn chính nó

Chúng ta vẫn thường nghĩ rằng năng lượng sẽ di chuyển từ vật có mức năng lượng cao tới vật có mức năng lượng thấp hơn. Đó cũng là điều được nói đến trong định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Cũng giống như trong thực tế, nếu bạn cảm thấy quá nóng vì đống lửa trại được đốt lên, bạn sẽ phải di chuyển xa đống lửa, không cần các nhà khoa học nói cho bạn rằng năng lượng nhiệt di chuyển từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn. Mọi nơi trong vũ trụ này đều như vậy, ngoại trừ Mặt Trời.

Có sự khác biệt giữa điều khoa học khẳng định và những gì thực sự xảy ra với Mặt Trời, đó là sức nóng của vầng hào quang xung quanh Mặt Trời (thường gọi là quang quyển).

Các dữ liệu thu được chỉ ra rằng, nhiệt độ của bề mặt Mặt Trời chỉ ở 5.500 độ C. Khi ánh sáng đi từ bề mặt của Mặt Trời đến tầng cách bề mặt chỉ vài trăm km, nhiệt độ của nó lên đến 1 triệu độ C. Về lý thuyết, nguồn nhiệt của Mặt Trời – là nơi xảy ra các phản ứng hạt nhân và plasma cần có nhiệt độ cao nhất chứ không phải khoảng chân chân không xung quanh nó. Đây là trường hợp một vật gây ra sức nóng lại lạnh hơn thứ mà nó thiêu đốt.

Về cơ bản, định luật thứ hai của nhiệt động lực học bị phá vỡ hoàn toàn khi ánh sáng rời khỏi Mặt Trời vài trăm km và chưa ai lý giải được nguyên nhân . Điều này vẫn gây đau đầu cho các nhà vật lý năng lượng Mặt Trời trên toàn thế giới kể từ khi họ phát hiện ra sự thực này vào năm 1939.

    Người khám phá ra định luật thứ hai của nhiệt động lực học chỉ ra những ‘điểm đáng ngờ’ của học thuyết tiến hóa

2/ Trong thế giới vi mô, lực hấp dẫn không còn tác dụng

Có những trật tự vẫn tồn tại bao năm trên thế giới: những con chó sói ăn thịt gà rừng, Trái Đất quay quanh Mặt Trời và mặt trăng quay quanh Trái Đất, và lực hấp dẫn nghiễm nhiên được công nhận trên mặt đất này.

Nhưng khi bạn quan sát thế giới ở gần hơn, lực hấp dẫn dường như có vai trò rất nhỏ. Chà một quả bóng trên khănlen và cho nó lướt qua một mảnh giấy, các điện tích trên khăn len được chuyển sang quả bóng sẽ hút các mảnh giấy rời khỏi mặt bàn, vượt qua sức kéo lực hấp dẫn của Trái Đất.

Vậy mà, cũng cái lực hấp dẫn đó lại có thể giữ Mặt Trăng quay quanh Trái Đất ở khoảng cách trung bình lên tới 382.500 km.

Khi xem xét thế giới vi mô, lực hấp dẫn là lực yếu nhất trong 4 loại lực cơ bản của tự nhiên (bao gồm lực tương tác mạnh, lực tương tác điện từ, lực tương tác yếu và lực hấp dẫn), nhưng lại hoạt động ở khoảng cách xa.

Khối lượng của Trái đất là 5,97 x 10^24 kg, nó tạo ra lực rất lớn và tác động lên mọi vật, giúp mọi vật đứng trên bề mặt Trái Đất. Tuy nhiên những điện tích nhỏ bé, có trọng lượng vô cùng nhỏ vương trên chiếc khăn len lại có thể chiến thắng lực hấp dẫn của Trái Đất, điều này cũng tương tự như một đứa trẻ còi cọc có thể nâng cả tòa nhà cao tầng vậy.

3/ Vệ tinh tăng tốc độ không có lý do

Định luật bảo toàn năng lượng phát biểu rằng năng lượng không thể được tự sinh ra và tự mất đi, nó chỉ chuyển từ hệ này sang hệ khác. Vì vậy, nếu không được thêm năng lượng, sẽ không bao giờ một hệ có được nhiều năng lượng hơn so với năng lượng ban đầu.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp định luật này không còn đúng nữa. Có một số báo cáo đã chỉ ra rằng, trong không gian vũ trụ, khi một vật thể bay ngang qua Trái Đất, tốc độ của nó tự dưng lại tăng lên mà không rõ lý do.

Hiện tượng này được gọi là “bay ngang bất thường” , nó đã xảy ra với một số tàu vũ trụ của NASA như Galileo, NEAR, Pioneer 10 và Pioneer 11. Các tàu vũ trụ này đã trải qua hiện tượng gia tăng tốc độ không thể giải thích khi chúng đang đi qua Trái đất ở một khoảng cách đủ xa, không bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn. Điều này xảy ra giống như có một lực từ vũ trụ tác động lên hệ thống tăng tốc của các con tàu.

Điều bất thường này được phát hiện đầu tiên vào năm 1980. Các nhà khoa học đã dành nhiều năm tiếp theo để cố gắng tìm hiểu điều gì đang xảy ra. Họ đã xem xét tất cả các loại năng lượng mà con người đã từng khám phá, cho đến nay, không có lời giải thích nào được đưa ra.

Tuy vậy, có một giả thuyết khác khá hợp lý. Mỗi không gian khác nhau trong vũ trụ đều có một trường thời gian riêng biệt. Vật thể nằm trong phạm vi của không gian này sẽ chịu ảnh hưởng của trường thời gian của không gian đó. Bản thân Trái Đất hay bất kỳ tinh cầu nào khác, cũng có trường thời gian của tự thân mình. Các vật thể như tàu vũ trụ một khi bay vượt ra bên ngoài trường thời gian của Trái Đất, sẽ tiến nhập vào một trường thời gian khác nhanh hơn, do đó vận tốc cũng vụt tăng mà không có bất kỳ sự bổ sung nguồn năng lượng động cơ nào. Trong hoàn cảnh này, trường thời gian ở Trái Đất là chậm so với không gian vũ trụ xung quanh.

2/ Định luật bảo toàn khối lượng không đúng với hố đen?

Hãy tưởng tượng rằng bạn có một chiếc xe tải đồ chơi, bạn đập vỡ nó ra từng mảnh với một cái búa. Tổng khối lượng của chiếc xe không đổi, nó chỉ biến thành từng mảnh vỡ. Nhưng khi bạn nâng búa của mình từ đống mảnh vỡ sau sau nhát đập cuối cùng, bạn thấy rằng các mảnh vỡ đã hoàn toàn biến mất.

Bạn biết điều này không thể xảy ra vì mọi vật không thể tự sinh ra hoặc tự mất đi. Vì vậy, vào cuối bộ phim kẻ hủy diệt 2 (Terminator 2), khi người máy T-1000 rơi vào bể quặng nóng chảy, hồ quang phát sáng và các thành phần nguyên tử của người máy T-1000 bơi quanh bể quặng một cách tuyệt vọng trước khi chúng biến mất. Điều tương tự cũng xảy ra khi một tiểu hành tinh bị hút vào một hố đen. Mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy bên trong hố đen, chúng ta có thể nói tiểu hành tinh đó không bị phá hủy bởi vì khối lượng của hố đen đã tăng thêm bằng một tiểu hành tinh. Điều này cũng tương tự như diễn biến của phim kẻ hủy diệt. Nhưng khi một hố đen bốc hơi, các nhà khoa học sẽ đặt câu hỏi, điều gì đã xảy ra với các thứ mà hố đen đã nuốt trước đó?

Chúng ta biết rằng hố đen bốc hơi theo thời gian, “bốc hơi” có nghĩa là “biến mất, không tồn tại” cùng với tất cả mọi thứ nó đã hút vào. Vẫn chưa có một sự giải thích khoa học rõ ràng của sự việc này. Nhưng hãy giả thiết rằng khi các hố đen bốc hơi, tất cả vật chất bị nó hút sẽ bay ra theo hình thức bức xạ. Nhưng nhà khoa học Stephen Hawking cho rằng hố đen chỉ phát ra các bức xạ năng lượng nhiệt ngẫu nhiên.

Theo cách hiểu của người không có chuyên môn: nếu bạn thấy mình đang ở vị trí bị lỗ đen hút vào, bạn biến mất hoàn toàn, và bằng chứng về sự tồn tại của bạn cũng sẽ biến mất.

Nếu ta ném người máy T-1000 vào một lỗ đen, và các người máy phải đi ngược thời gian trước khi điều đó xảy ra, nhưng T-1000 sẽ không tồn tại trong thời gian đó. Ngay cả với việc du hành thời gian, vũ trụ cũng không biết phải đưa nó trở lại bằng cách nào vì hố đen đã nuốt chửng và làm nó tan biến.

    Giáo sư Stephen Hawking: Hố đen có thể là đường thông sang vũ trụ khác

1/ Các hạt vi mô biết được khi nào chúng bị quan sát

Zeno (496 – 430 TCN), nhà triết học sinh ra và lớn lên tại thành phố Elea, miền Tây Nam nước Ý ngày nay, trước khi chết đã để lại 3 nghịch lý. Trong đó, nghịch lý thứ ba được mang tên “Mũi tên bay” nói rằng: Một mũi tên đang bay sẽ đứng yên nếu ta quan sát nó ở từng khoảnh khắc riêng lẻ, do đó mũi tên không hề di chuyển gì cả.

Khoảng năm 1200, triết gia người Ý Thomas Aquinas đã chứng minh được nghịch lý này là sai. Tuy nhiên, với thế giới lượng tử, có vẻ như Zeno đã đúng. Hiện nay đã có một số thí nghiệm phát hiện rằng hiệu ứng Zeno lượng tử là có thật.

    Thí nghiệm: Thực vật có tồn tại ý thức, trí thông minh, thậm chí khả năng siêu cảm?

Uranium là nguyên tố không ổn định và phân rã theo thời gian, quá trình này gọi là phân rã phóng xạ. Nhưng các nhà khoa học ở Texas đã phát hiện rằng: sự phân rã uranium sẽ diễn ra một cách bình thường nếu họ không quan sát chúng. Nhưng bất cứ khi nào họ quan sát chúng, quá trình phân rã uranium sẽ không diễn ra như dự tính.

Sau hai ngày quan sát mà không thấy sự phân rã uranium như lẽ thường, phòng thí nghiệm đã báo cáo phát hiện của họ cho các phòng thí nghiệm khác. Các phòng thí nghiệm khác cũng tiến hành thử nghiệm việc quan sát uranium một cách nghiêm ngặt và chặt chẽ. Nhưng tất cả đều có cùng một kết quả: một số nguyên tử uranium sẽ không phân rã nếu ta quan sát chúng.

Hiện tượng này thách thức quy luật entropy nhiệt động lực, cũng như quan niệm thông thường. Phải chăng ý thức của chúng ta có vai trò gì đó trong việc ngăn cản các đồng vị phóng xạ phân rã, hay chúng ta có thể dừng thời gian khi quan sát các hạt vi mô này?

Xem video về thí nghiệm khe đôi minh họa ý tưởng trên (có phụ đề tiếng Việt):

Có thể thấy, 5 nghịch lý này chủ yếu xảy ra ở 2 khu vực: vĩ mô (vũ trụ) và vi mô (các hạt nguyên tử, phân tử). Do đó có thể nói rằng, các quy luật mà chúng ta đã từng biết sẽ có thể không còn đúng khi tăng phạm vi ra cực đại, hoặc cực tiểu. Khám phá vũ trụ to lớn và thế giới nano siêu nhỏ vẫn luôn là 2 phương hướng tiên phong trong khoa học của con người, ở đó vẫn còn vô số những điều bí ẩn.

Quang Khánh

【#7】Hòn Đá Nặng 250 Tấn Nằm Trên Sườn Dốc Hàng Nghìn Năm, Thách Thức Các Định Luật Vật Lý

Một hòn đá có tên là Krishna’s Butter Ball nặng tới 250 tấn, chiều cao khoảng 6 mét, đường kính 5 mét nằm nghiêng 45 độ trên sườn dốc thách thức mọi quy luật của vật lý.

Krishna’s Butterball (hay Quả bóng bơ của Krishna) là điểm thu hút khách du lịch ở thị trấn Mahabalipuram, gần Chennai, phía nam Ấn Độ.

Trong hơn 1.300 năm, tảng đá Krishna’s Butter Ball nằm yên tại Mahabalipuram, một thị trấn gần bãi biển Chennai, miền Nam Ấn Độ.

Tảng đá kì lạ bất chấp các lực hút mạnh từ Trái Đất này cao khoảng 6 mét và có đường kính 5 mét, nặng khoảng hơn 250 tấn.

Điều kỳ lạ của tảng đá bí ẩn này là nó nằm nghiêng một góc 45 độ trên đồi cao mà không hề bị lăn xuống đất.

Krishna’s Butterball, tảng đá khổng lồ với tư thế thăng bằng có một không hai. Ảnh: Wikipedia.

Diện tích tiếp đất của nó rất nhỏ nhưng không hề bị xê dịch dù chỉ 1 inch. Nhiều người đàn ông và thậm chí cả những con voi đã cố gắng di chuyển tảng đá từ vị trí bấp bênh của nó, nhưng mọi nỗ lực cho đến nay đều thất bại.

Những người dân địa phương gọi nó là ‘Vaaniral Kal’ (viên bơ của thần Krishna). Tên gọi này dựa trên tích cổ về vị thần Krishna của đạo Hindu rất thích ăn bơ.

Họ cho rằng, đây là miếng bơ mà vị thần này đánh rơi xuống trần gian. Nhưng tảng đá này được nhiều người biết đến với cái tên là ‘Krishna Butter Ball’ hơn.

Có vẻ như tảng đá có thể trượt bất cứ lúc nào và rơi nhanh xuống đồi, nhưng nó đã ở đó cách đây cả chục thế kỷ rồi.

Tảng đá này từ đâu ra?

Trong khi lý do thực sự đằng sau sự tồn tại của tảng đá “dị” này vẫn còn là một bí ẩn. Một số giả thuyết từ khoa học đến niềm tin tôn giáo được hình thành.

Ảnh: Wikipedia.

Tảng đá kì lạ này khiến các nhà địa chất học phải “đau đầu”. Giả thuyết cho rằng tảng đá được hình thành là do sự biến đổi của tự nhiên.

Nhưng các nhà địa chất học cho biết, điều đó là không thể vì sự ăn mòn tự nhiên không thể tạo ra một hình dạng khác thường như vậy.

Một mặt của tảng đá là bị xén phẳng hoàn toàn, làm cho nó trông giống như một bán cầu thô.

“Ôi thần linh ơi! Nó không đổ”

Một trong những nỗ lực đầu tiên trong việc dịch chuyển tảng đá này là của vua Narasimhavarman, một vị vua Pallava cai trị miền nam Ấn Độ vào khoảng năm 630-668.

Tên Krishna’s Butterball xuất phát từ một tích cổ trong thần thoại của đạo Hindu. Ảnh: FunALive TV, YouTube.

Ông vua này dường như muốn trao nó vào bàn tay của những nhà điêu khắc. Nhưng bất chấp mọi nỗ lực của những người đàn ông to khỏe, tảng đá “thách thức trọng lực ” này vẫn lì lợm, không hề dịch chuyển.

Gần đây hơn, vào năm 1908, Thống đốc Madras Arthur Lawley quyết định rằng ông di rời tảng đá, vì sợ rằng nó sẽ trượt xuống đồi và tàn phá thị trấn cổ Mahabalipuram.

Ông cho bảy con voi thực hiện nhiệm vụ “bất khả thi” này, nhưng “Ôi thần linh ơi!”, tảng đá vẫn không nhúc nhích 1 tí nào.

Tảng đá được cho là đã lấy cảm hứng từ Raja Raja Chola, một vị vua nổi tiếng của miền Nam Ấn Độ trị vì vào khoảng năm 985-1014, dẫn đến việc tạo ra các ‘Tanjavur Bommai’.

Đây là tên một loại đồ chơi truyền thống của Ấn Độ làm bằng đất nung.

Giống như tảng đá kì dị này, nó không bao giờ rơi xuống, ngay cả khi nghiêng hoặc bị xáo trộn, luôn luôn trở về vị trí thẳng đứng ban đầu của nó.

Tuy nhiên, một điều tuyệt vời là họ đều có được những bức ảnh tuyệt đẹp với tảng đá đẹp mê hồn và đầy bí ẩn này.

Nguồn: Odditycentral

【#8】Các Định Luật Chất Khí (Phần 2)

Chúng tôi trích giới thiệu với các bạn một số bản dịch từ tác phẩm Những câu hỏi và bài tập vật lí phổ thông của hai tác giả người Nga L. Tarasov và A. Tarasova, sách xuất bản ở Nga năm 1968. Bản dịch lại từ bản tiếng Anh xuất bản năm 1973.

§20. Các định luật chất khí (Phần 2)

GV: Trong trường hợp đó, chúng ta hãy tiếp tục nào. Xét ví dụ sau đây. Một chất khí giãn nở sao cho áp suất và thể tích của nó thỏa mãn điều kiện

Chúng ta xác định xem chất khí nóng lên hay lạnh đi trong một sự giãn nở như thế.

HS A: Tại sao nhiệt độ của chất khí đó phải thay đổi?

GV: Nếu nhiệt độ là không đổi, thì điều đó có nghĩa là chất khí giãn nở theo định luật Boyle và Mariotte cho mỗi trạng thái này:

Theo phương trình này, rõ ràng là nếu, ví dụ, thể tích chất khí tăng lên gấp đôi thì nhiệt độ của nó (theo thang nhiệt độ tuyệt đối) giảm đi một nửa.

HS A: Phải chăng như vậy có nghĩa là cho dù quá trình nào, các thông số chất khí ( p, VT) sẽ liên hệ với nhau trong mỗi trường hợp theo định luật chất khí kết hợp?

GV: Chính xác. Định luật chất khí kết hợp xác lập một mối liên hệ giữa các thông số chất khí bất chấp quá trình được xét tới.

Bây giờ chúng ta hãy xét bản chất của sự trao đổi năng lượng giữa một chất khí và môi trường của nó trong những quá trình khác nhau. Giả sử chất khí đó đang giãn nở. Nó sẽ tác dụng lực lên mọi vật kìm hãm thể tích của nó (ví dụ như cái piston trong một xilanh). Hệ quả là chất khí thực hiện công lên những vật này. Công này chẳng khó tính đối với sự giãn nở đẳng áp của chất khí. Giả sử chất khí giãn nở đẳng áp và đẩy một piston tiết diện S dịch một đoạn Δl (Hình 77). Áp suất do chất khí tác dụng lên piston là p. Tìm lượng công do chất khí thực hiện làm dịch chuyển piston:

Trong đó và là thể tích ban đầu và thể tích lúc sau của chất khí. Công do chất khí thực hiện trong quá trình phi đẳng áp thì khó tính hơn bởi vì áp suất biến thiên trong quá trình chất khí giãn nở. Trong trường hợp tổng quát, công thực hiện bởi chất khí khi thể tích của nó tăng từ đến bằng diện tích nằm dưới đường cong p(V) giữa tọa độ và . Công thực hiện bởi chất khí trong quá trình giãn nở đẳng áp và đẳng nhiệt từ thể tích V 1 đến thể tích V 2 được biểu diễn tương ứng trên Hình 78 bởi toàn bộ phần diện tích gạch chéo và phần gạch ca rô. Trạng thái cuối là như nhau trong cả hai trường hợp.

Như vậy, khi giãn nở, chất khí thực hiện công lên những vật xung quanh, làm tiêu hao một phần nội năng của nó. Công thực hiện bởi chất khí phụ thuộc vào bản chất của quá trình giãn nở. Cũng nên lưu ý rằng, nếu chất khí bị nén thì có công thực hiện trên chất khí và, do đó, nội năng của nó tăng.

Tuy nhiên, sự xuất hiện của công không phải là phương pháp duy nhất trao đổi năng lượng giữa một chất khí và môi trường. Ví dụ, trong giãn nở đẳng nhiệt, một chất khí thực hiện một công A nhất định và, do đó, tiêu hao một phần năng lượng bằng với công A. Tuy nhiên, mặt khác, theo các nguyên lí đã nêu ở §18 [xem phương trình (98)], một nhiệt độ không đổi của một chất khí trong quá trình đẳng nhiệt nghĩa là nội năng U của nó không đổi (tôi nhắc lại với các em rằng U được xác định bởi chuyển động nhiệt của các phân tử và năng lượng trung bình của các phân tử tỉ lệ với nhiệt độ T). Câu hỏi đặt ra là: loại năng lượng nào dùng để thực hiện công trong trường hợp đã cho?

HS B: Rõ ràng là nhiệt từ bên ngoài truyền cho chất khí.

GV: Đúng. Bằng cách này, chúng ta đi tới kết luận rằng một chất khí trao đổi năng lượng với môi trường thông qua ít nhất hai kênh: bằng cách thực hiện công đi kèm với sự biến thiên thể tích của chất khí, và bằng cách truyền nhiệt.

Sự cân bằng năng lượng có thể được biểu diễn dưới dạng sau:

ΔU = Q – A (113)

Trong đó ΔU là độ tăng nội năng của chất khí được đặc trưng bởi độ tăng nhiệt độ của nó, Q là nhiệt từ môi trường xung quanh truyền cho chất khí, và A là công do chất khí thực hiện lên những vật xung quanh. Phương trình (113) được gọi là định luật thứ nhất của nhiệt động lực học. Lưu ý rằng nó có tính vạn vật và có khả năng áp dụng không chỉ cho các chất khí, mà còn cho bất kì vật nào khác.

HS B: Nói tóm lại, chúng ta có thể kết luận rằng, trong sự giãn nở đẳng nhiệt, toàn bộ nhiệt truyền cho chất khí tức thời biến đổi thành công do chất khí thực hiện. Như vậy, các quá trình đẳng nhiệt không thể xảy ra trong một hệ cô lập nhiệt.

GV: Khá chính xác. Bây giờ hãy xét sự giãn nở đẳng áp của chất khí từ quan điểm năng lượng.

HS B: Chất khí giãn ra. Điều đó có nghĩa là nó thực hiện công. Ở đây, như có thể thấy từ phương trình (106), nhiệt độ của chất khí tăng lên, tức là nội năng của nó tăng lên. Như vậy, trong trường hợp này, một lượng nhiệt tương đối lớn phải được truyền cho chất khí: một phần nhiệt này được dùng để làm tăng nội năng của chất khí và phần còn lại biến đổi thành công thực hiện bởi chất khí.

GV: Rất tốt. Xét thêm một ví dụ nữa. Một chất khí được nung nóng sao cho nhiệt độ của nó tăng thêm T. Quá trình này được thực hiện hai lần: một lần thể tích không đổi và lần sau áp suất không đổi. Hỏi chúng ta có tiêu hao lượng nhiệt như nhau để làm nóng chất khí trong cả hai trường hợp hay không?

HS A: Em nghĩ là như nhau.

HS B: Theo em lượng nhiệt tiêu hao là khác nhau. Ở thể tích không đổi, không có công nào được thực hiện, và toàn bộ nhiệt tiêu hao để làm tăng nội năng của chất khí, tức là làm tăng nhiệt độ của nó. Trong trường hợp này

Ở áp suất không đổi, sự nóng lên của chất khí luôn đi kèm với sự giãn nở của nó, cho nên lượng công thực hiện là A = p(). Nhiệt cung cấp Q 2 một phần dùng để làm tăng nội năng của chất khí (tăng nhiệt độ của nó) và một phần để thực hiện công này. Như vậy

GV: Tôi đồng ý với em B. Thế các em gọi lượng nhiệt cần thiết dùng để làm tăng nhiệt độ của một vật lên thêm một độ là gì?

HS B: Nhiệt dung của vật.

GV: Ta có thể kết luận gì từ ví dụ vừa nêu khi xét nhiệt dung của một chất khí?

HS B: Một chất khí có hai nhiệt dung khác nhau: ở thể tích không đổi và ở áp suất không đổi. Nhiệt dung ở thể tích không đổi (hệ số C1 trong hai phương trình trên) nhỏ hơn nhiệt dung ở áp suất không đổi.

GV: Các em có thể biểu diễn nhiệt dung đẳng áp theo C1, tức là theo nhiệt dung đẳng tích hay không?

HS B: Để em thử xem. Ta kí hiệu nhiệt dung đẳng áp là . Theo định nghĩa nhiệt dung, ta có thể viết = / ΔT. Thay giá trị của Q 2 từ phương trình (115) vào ta được

GV: Em dừng lại quá sớm rồi. Nếu chúng ta áp dụng phương trình của định luật chất khí kết hợp, ta có thể viết

Sau khi thay vào phương trình (116) ta được

Khi xét một phân tử gram chất khí (m = µ), thì mối liên hệ này còn đơn giản hơn nữa:

Để kết luận, chúng ta hãy xét một chu trình nhất định gồm một đường đẳng nhiệt, một đường đẳng tích và một đường đẳng áp (xem Hình 79a trong đó các trục pV được dùng làm các trục tọa độ). Hãy vẽ lại chu trình này (định tính) trong một hệ trục tọa độ với các trục tọa độ VT, và phân tích bản chất của sự trao đổi năng lượng giữa chất khí và môi trường trong mỗi đoạn của chu trình.

HS B: Trong hệ trục với các trục V T, chu trình sẽ có dạng như minh họa ở Hình 79b.

GV: Khá chính xác. Bây giờ hãy phân tích bản chất của sự trao đổi năng lượng giữa chất khí và môi trường trong mỗi đoạn riêng của chu trình.

HS B: Ở đoạn 1-2, chất khí giãn nở đẳng nhiệt. Nó nhận một lượng nhiệt từ bên ngoài và tiêu hao toàn bộ nhiệt lượng này để thực hiện công. Nội năng của chất khí không thay đổi.

Ở đoạn 2-3 của chu trình, chất khí được nung nóng đẳng tích (thể tích không đổi). Vì thể tích của nó không đổi nên không có công thực hiện. Nội năng của chất khí tăng lên chỉ do nhiệt từ bên ngoài truyền cho chất khí.

Ở đoạn 3-1, chất khí bị nén đẳng áp (áp suất không đổi) và nhiệt độ của nó giảm như có thể thấy ở Hình 79b. Có công thực hiện trên chất khí, nhưng nội năng của nó giảm. Điều này có nghĩa là chất khí truyền nhiệt mạnh cho môi trường.

GV: Lí giải của em hết sức chính xác.

Vui lòng ghi rõ “Nguồn chúng tôi khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Thêm ý kiến của bạn

【#9】Ôn Cố Tri Tân: Phải Cách Ly Tại Gia Bởi Dịch Hạch, Issac Newton Tìm Ra Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn

Isaac Newton khoảng 20 tuổi khi Đại dịch hạch Luân Đôn xảy ra. Lúc đó ông chưa được phong tước hiệp sĩ hay mang bộ tóc giả trang trọng đó. Lúc đó ông mới chỉ là một sinh viên đại học bình thường tại Trinity College của Đại học Cambridge.

Phải 200 năm sau đó các nhà khoa học mới phát hiện ra vi khuẩn gây nên bệnh dịch hạch, nhưng ngay cả khi không biết chính xác nguyên nhân, mọi người thời đó vẫn thực hiện một số điều tương tự như chúng ta đang làm để phòng tránh dịch bệnh.

Trong năm 1665, điều đó tương tự như biện pháp “cách ly xã hội” – một biện pháp y tế công cộng đang được thực hiện trong tuần này khi các chính phủ, trường học và nhiều doanh nghiệp, bao gồm tòa soạn báo The Washington Post, yêu cầu mọi người ở nhà nhằm làm chậm sự lây lan của virus Corona mới.

Đại học Cambridge cho sinh viên về nhà để tiếp tục học tập. Đối với Newton, điều đó có nghĩa là trở về Woolsthorpe Manor, dinh thự của gia đình ông cách Cambridge khoảng 60 dặm về phía tây bắc.

Dù không có giáo sư để hướng dẫn mình, Newton vẫn hoạt động hiệu quả. Quãng thời gian hơn một năm ông không đến trường về sau được gọi là annus mirabilis, hay “năm của những điều kỳ diệu”.

Đầu tiên, ông tiếp tục nghiên cứu các vấn đề toán học mà ông đang làm tại Cambridge; các bài viết của ông về những vấn đề trên sau này trở thành những công trình mở đường của môn giải tích.

Tiếp đó, ông mua một vài lăng kính và thử nghiệm với chúng trong phòng ngủ của mình, thậm chí còn khoan một lỗ trên cửa chớp để chỉ một tia sáng nhỏ có thể xuyên qua. Từ đó nảy ra lý thuyết của ông về quang học.

Và ngay bên ngoài cửa sổ nhà ông tại Woolsthorpe, có một cây táo. Chính là cây táo huyền thoại đó. Câu chuyện về việc Newton ngồi dưới gốc cây, bị một quả táo rơi vào đầu và đột nhiên hiểu các lý thuyết về trọng lực và chuyển động, phần lớn là hư cấu. Nhưng theo trợ lý của ông, John Conduitt, có một phần là sự thật. Đây là lời giải thích của Conduitt:

“…Khi đang nghỉ ngơi trong khu vườn, ông tự nhiên nghĩ rằng sức mạnh của trọng lực (có thể làm cho một quả táo rơi từ trên cây xuống mặt đất) hẳn không bị giới hạn trong một khoảng cách nhất định tính từ bề mặt trái đất mà có thể lớn hơn nhiều so với mọi người nghĩ. ‘Tại sao không thể cao lên tới Mặt trăng?’ Ông đã tự hỏi vậy…”

Chúng ta đều biết, định luật vạn vật hấp dẫn là định luật do nhà vật lý học Isaac Newton khám phá ra, và thường được cho là đã hình thành sau khi ông bị “táo rơi vào đầu”. Định luật này khẳng định mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn. Theo đó, lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Ở Luân Đôn, một phần tư dân số chết vì bệnh dịch hạch trong khoảng thời gian từ năm 1665 đến năm 1666. Đây là một trong những vụ bùng phát lớn cuối cùng trong 400 năm Đại dịch Cái Chết Đen tàn phá châu Âu.

Newton trở lại Cambridge năm 1667 với lý thuyết trong tay. Trong vòng sáu tháng, ông đã trở thành một nghiên cứu viên; hai năm sau, ông đạt danh hiệu giáo sư.

Vì vậy, nếu bạn làm việc hoặc học tập ở nhà trong vài tuần tới, hãy nhớ tới ví dụ của Newton và phát minh vĩ đại của ông.

【#10】Bài Định Luật Faraday Về Hiện Tượng Cảm Ứng Điện Từ Dạy Như Thế Nào?

Thư viện xin giới thiệu đến bạn đọc một số vấn đề thầy Trần Cang Trường ( THPT Sào Nam ,Duy Xuyên,Quảng Nam ) trao đổi khi dạy bài định luật Faraday, hiện tượng cảm ứng điện từ. Thư viện xin cảm ơn những chia sẽ của thầy với cộng đồng.

Năm học 2007-2008,khối 11 thực hiện chương trình và sách giáo khoa phân ban.Riêng môn Vật lý các tác giả đã xây dựng nhiều nội dung phù hợp với trình độ học sinh các vùng miền,với trang thiết bị,với xu thế hiện đại và nhất là tăng cường được khả năng tự học,tự nghiên cứu cuả người học.Tuy nhiên qua nghiên cứu và giảng dạy,tôi có nhiều trăn trở,qua diễn đàn nầy,tôi trình bày ý kiến của mình,mong cac nhà giáo trên mọi miền đất nước cho ý kiến,có gì không đồng tình ,quí Thầy,Cô cảm thông với tâm lòng nhà giáo

1) Nội dung cần trao đổi:

(24.2)

-Tôi đồng ý với tác giả về một ý tưởng mới: Từ định luật bảo toàn năng lượng xâydựng định luật cảm ứng điện từ, bài học ,nội dung học sẽ phong phú hơn ,học sinh thấy được tính tổng quát của định luật bảo toàn năng lượng nhưng những bất cập thì nhiều hơn cụ thể là:

*Hiệu quả tiết dạy không cao,nguy cơ đổ vỡ nếu học sinh thắc mắc ,giáo viên lúng túng khi phải chứng minh công thức trên phù hợp với trình độ lớp 11

*Đặc trưng cơ bản của Vật lý là thực nghiệm ,ở đây lạm dụng toán học liệu có phù hợp với phương pháp bộ môn không

*Yêu cầu về kiến thức,kỹ năng,…đối với ban cơ bản có cần đi sâu như thế không?

*Trong cùng một trường,một bài,học sinh lớp nâng cao và cơ bản tiếp thu một kiến thức theo hai nội dung khác nhau, gây hoang mang,

-Hướng giải quyết :

* Đối vối giáo viên: Trình bày bài nầy theo nội dung của sách giao khoa nâng cao,tham khảo nội dung của sách giao khoa cũ xuất bản năm 1993 sao cho phù hợp với yêu cầu đổi mới và trang thiêt bị hiện có

* Với Bộ GD &ĐT : mạnh dạn chỉnh sửa nội dung nầy,với sách giao khoa lớp 12 cần để một tác giả viết một bài,một chương cho cả hai sách cơ bản và nâng cao,nếu không thì hai tác giả cần ngồi lại để thống nhất các ký hiệu,các công thức,các đinh nghĩa …đừng lặp lại bất cập như khối 10 và11

Ngoài bài trên tôi cảm thấy trăn trở nhiều bài khác chủ yếu trong phần điện và từ như bài Dòng điện trong chất bán dẩn,các dụng cụ bán dẩn… sẽ trao đổi ở bài viết sau.

II)Trao đổi với Nhà giáo Nguyễn Hồng Tư :

Trước đây Thầy có hỏi ” Đinh nghĩa trọng lượng trong sách giáo khoa nâng cao lớp 10 có ổn không ” Để trao đổi tôi xin Thầy thống nhất với tôi một số ý sau: – Mọi định nghĩa đều mang tính tương đối miễn sao phù hợp với đối tượng tiếp thu định nghĩa đó

– Định nghĩa là ổn khi thõa mãn các yêu cầu: không lẫn lộn với các khái niệm khác,dễ hiểu,tương đói tổng quát nhất

– Cần so sánh với các định nghĩa ở SGK năm 1983 và 1991, nếu Thầy thống nhất với 3 ý trên thì tôi cho rằng định nghĩa trọng lượng ở SGK nâng cao lớp 10 năm2006 là ổn nhất bởi các ưu điểm:

* Thừa nhận là số đo của trọng lực nên không nhầm lẫn với trọng lực

*Vì có sự tăng giảm trọng lực nên kéo theo tăng giảm trọng lượng *Khắc phục các nhược điểm theo định nghĩa ở SGK năm 1983 và 1991(số chỉ của lực kế,lực căng dây *Phù hợp với thực tế trong đời sống.

Tôi cho rằng với học sinh lớp 10 phổ thông định nghĩa đó khá ổn rồi , khi lên cao sẽ có định nghĩa hoàn chỉnh hơn. Mong thầy cho ý kiến phản hồi.Chúc khỏe , thành đạt!,một năm mới vui tươi hạnh phúc!

Theo thư viện vật lý.