31/05/2017, 12:28
Định luật khó hiểu
Trong ba định luật cơ bản của cơ học thì không có một định luật nào lại gây ra nhiều thắc mắc như «định luật thứ ba của Niutơn»—định luật tác dụng và phản tác dụng. Mọi người đều biết định luật này, biết vận dụng đúng đắn, thậm chí cả những trường hợp nào đó, — ấy thế mà vẫn không hiếm những người ...
Trong ba định luật cơ bản của cơ học thì không có một định luật nào lại gây ra nhiều thắc mắc như «định luật thứ ba của Niutơn»—định luật tác dụng và phản tác dụng. Mọi người đều biết định luật này, biết vận dụng đúng đắn, thậm chí cả những trường hợp nào đó, — ấy thế mà vẫn không hiếm những người còn hiểu một cách mơ hồ. Rất có thể, bạn đọc đã may mắn hiểu ngay được định luật đó,—còn tác giả của cuốn sách này, thú thật, để hiểu được một cách tường tận phải mất hàng chục năm sau khi làm quen với ...
Khi trao đổi với một số người khác nhau, nhiều lần tôi đã khẳng định được rằng, họ đồng ý chấp nhận sự đúng đắn của định luật này miễn là phải có một số điều kiện bổ sung quan trọng. Dễ dàng thừa nhận định luật này đúng với vật thể nằm yên, nhưng không hiểu sẽ áp dụng định luật này như thế nào đối với sự tương tác giữa các vật chuyển động... Định luật nêu rõ, tác dụng bao giờ cũng bằng và ngược với phản tác dụng. Điều đó có nghĩa là Nếu con ngựa kéo cái xe thì xe cũng kéo lại con ngựa với một lực như thế. Như vậy thì xe phải đứng tại chỗ: vậy mà tại sao xe vẫn chuyển động? Tại sao các lực lại không cân bằng nhau, Nếu chúng bằng nhau?
Liên quan đến định luật này có những thắc mắc thông thường như thế. Nghĩa là, định luật không đúng? Không, định luật hoàn toàn đúng, chỉ có chúng ta chưa hiểu đúng. Các lực không cân bằng nhau chỉ là vì chúng được đặt vào các vật thể khác nhau: một lực—vào xe, lực khác—vào con ngựa. Các lực bằng nhau, đúng vậy, nhưng đâu phải các lực bằng nhau bao giờ cũng thực hiện những tác dụng như nhau? Phải chăng các lực bằng nhau sẽ truyển cho toàn bộ vật thể các gia tốc bằng nhau? Phải chăng tác dụng của lực lên vật thể lại không phụ thuộc vào vật thể, vào «sự cản trở» mà chính vật thể chống lại lực?
Nêu suy nghĩ kỹ về điều đó thì sẽ hiểu rõ là tại sao con ngựa kéo được xe, mặc dù xe cũng kéo lại ngựa bằng một lực như thể. Lực tác dụng lên xe và lực tác dụng lên con ngựa ở mỗi thời điểm đều bằng nhau; nhưng vì xe di động tự do trên các bánh, còn ngựa phải tỳ chân vào đất, từ đó ta hiểu được vì sao xe lại chạy về phía ngựa. Các bạn hãy suy nghĩ thêm, Nếu xe không có phản tác dụng đối với lực phát động của ngựa, thì... đã có thể chả cần con ngựa: chỉ cần một lực rất yếu là có thể làm cho xe chạy. Chính phải cẩn đến ngựa là để thắng phản tác dụng của xe.
Tất cả những điều đó sẽ tiếp thu dễ dàng hơn và giảm bớt được các thắc mắc nếu như định luật không trình bày ở dạng quá ngắn gọn: «tác dụng bằng phản tác dụng», mà trình bày đầy đủ hơn, ví dụ, «lực phản tác dụng bằng lực tác dụng». Chính ở đây bằng nhau chỉ là các lực, còn tác dụng (Nếu như hiểu theo cách hiểu thông thường: dưới «tác dụng của lực»—vật chuyển dời) thì lại khác nhau, vì các lực đặt vào các vật khác nhau.
Đúng hệt như thế, khi các lớp băng ở vùng Bắc cực đè vào thân tàu «Trelutkin», các thành tàu áp lên băng với các lực khác nhau. Tai nạn đã xảy ra là do lớp băng dày có khả năng chống chịu áp lực lớn mà không bị phá vỡ; còn thân tàu tuy bằng thép nhưng rỗng nên không chịu nối lực ép và đã bị dập nát. (Xem «Nguyên nhân vật lý gây đắm tàu Trelutkin»).
Thậm chí cả vật rơi cũng tuân theo định luật phản tác dụng. Quả táo rơi xuống đất là vì có lực hẫp dẫn của Trái Đất lên quả táo, nhưng quả táo hút về mình toàn bộ hành tinh chúng ta cũng bằng một lực đúng hệt như thế. Nói một cách chặt chẽ, quả táo và Trái Đất rơi vào nhau, nhưng vận tốc rơi khác nhau đối với quả táo và đối với Trái Đất. Các lực hấp dẫn tương hỗ bằng nhau truyền cho quả táo gia tốc 10 m/s2, nhưng cho Trái Đất thì cứ có bao nhiêu lần khối lượng Trái Đất lớn hơn quả táo thì sẽ có bấy nhiêu lần được truyền ít hơn. Tất nhiên, khối lượng của Trái Đất cực kỳ to lớn so với khối lượng của quá táo và vì vậy Trái Đất đã di chuyển không đáng kể, thực tế có thể xem bằng không. Do đó mà chúng ta nói, quả táo rơi xuống đất, chứ không nói quá táo và Trái Đất rơi vào nhau.
Nguồn: Nhungbaivanhay.net
