Vì sao các tàu thủy lại hút lẫn nhau?

Mùa thu năm 1912 đã xảy ra trường hợp như sau đối với chiếc tàu thủy «01empich» (một trong những tàu thủy lớn nhất lúc bấy giờ): «01empich» đang chạy ngoài biển khơi, hầu như song song với nó cách chừng trăm mét là một chiếc tàu thủy khác chạy với tốc độ rật lớn. Chiếc tàu thủy này bé hơn rất nhiều—đó là chiếc tuấn dương hạm bọc thép «Hauk».

Vị trí tàu «01empich» và tàu «Hauk» trước khi đâm vào nhau.

Khi hai chiếc tàu ở vào vị trí như trình bày ở hình vẽ trên thì đã xảy ra một điều hết sức bất ngờ: chiếc tàu nhỏ nhanh chóng rẽ ngoặt lại, dường như phải tuân theo một lực huyền bí nào đó, đã quay mũi vào chiếc tàu lớn và, không còn điều khiển được nữa, đã đâm thẳng vào nó! Sự va chạm đã xảy ra. «Hauk» đâm mũi vào sườn tàu «01empich», và đâm mạnh đến nỗi làm thủng cả một lỗ lớn ở thành tàu này.

Khi trường hợp sự cố kỳ lạ này được đem ra xử tại phiên tòa hàng hải, người ta đã kết án người có tội là thuyền trướng chiếc tàu khổng lồ «01empich» vì, — theo tuyên án của tòa,—người thuyền trưởng này đã không phát ra một tín hiệu nào để cho chiếc tuấn dương hạm «Hauk» đang chạy băng băng phải nhường đường!

Trong các chỗ kênh hẹp nước chảy nhanh hơn và áp suất lên thành kênh yếu hơn so với các chỗ kênh phình ra.

Ở đây tòa án không nhận thấy có điều gì đặc biệt cả: thuyền trưởng không có tài điều khiển, chỉ thế thôi. Nhưng kỳ thực thì sự cố đã xảy ra hoàn toàn bất ngờ: đây là trường hợp lực hút lẫn nhau giữa hai tàu thủy trên biển.

Trước đây những trường hợp như thế chắc cũng đã nhiều lần xảy ra giữa hai tàu thủy chạy song song trên biển. Nhưng khi chưa đóng được các tàu cỡ lớn, hiện tượng này đã không được thể hiện bằng những lực lớn đến như vậy. Đến khi «các thành phố nổi» đã rẽ sóng trên các đại dương thì hiện tượng lực hút giữa các tàu thủy được thể hiện rõ ràng hơn; vì vậy mà lúc diễn tập quân sự, người chỉ huy các tàu chiến phải lưu ý đền điều này.

Hiện tượng hấp dẫn (lực hút) này giải thích như thế nào? Tất nhiên ở đây không thể nói đến sự hấp dẫn theo định luật hấp dẫn vạn vật của Niutơn; chúng ta đã thấy lực hấp dẫn này quá nhỏ bé. Nguyên nhân của hiện tượng này hoàn toàn khác hẳn và được giải thích bằng các định luật dòng chảy trong các ống và các kênh. Có thể chứng minh rằng, nếu chất lóng chảy trong kênh có các chỗ hẹp lại và phình ra, thì ở những chỗ hẹp chất lỏng chảy nhanh hơn và áp suất lên thành kênh yếu hơn so với những chỗ kênh phình rộng ra, ở những chỗ này chất lỏng cháy yếu hơn và áp suất lên thành kênh lớn hơn (được gọi là «nguyên lý Bec- nuli»).

Điều đó cũng đúng đối với chất khí. Hiện tượng này trong khoa học về các chất khí có tên gọi là hiệu ứng Kleman—Đesocme (theo tên của các nhà vật lý đã phát hiện ra hiệu ứng này) và cũng có khi được gọi là «nghịch lý khí tĩnh học». Lần đầu tiên hiện tượng này, như người ta thường nói, được phát hiện hoàn toàn ngẫu nhiên trong những bối cảnh sau đây. Trong một xí nghiệp khai thác mỏởPháp, công nhân được lệnh dùng tấm chắn bít cửa lò nổi vỉa từ phía bên ngoài. Đây là lò nổi vỉa mà người ta đã dùng để bơm không khí nén vào giếng mỏ. Người công nhân đã chống chọi rất lâu với luồng không khí mà vẫn không đóng được, nhưng bỗng nhiên tấm chắn tự nó bít kín cửa lò với một lực mạnh đến nỗi mà giá như tâm chắn không đủ rộng thì nó đã bị hút vào cửa nắp thông gió cùng với người công nhân hoảng hốt này rồi!

Nhân thể nói thêm, hoạt động của bình xịt cũng được giải thích bằng đặc điểm này của dòng chất khí. Khi chúng ta thổi vào khuỷu a có đầu mút hẹp lại, thì không khí đi vào chỗ hẹp sẽ giảm áp suất xuống. Như vậy, trên đầu ống b là không khí có áp suất giảm, và chính vì thế mà áp suất khí quyển «xua» chất lỏng trong bình lên theo ống; đến chỗ đầu b lại gặp phải luồng không khí thổi đến nên bị phân tán phun ra như bụi.

Bây giờ thì chúng ta sẽ hiểu được nguyên nhân của sự hấp dẫn lẫn nhau giữa các tàu thủy là ở chỗ

Bình xịt.

nào. Khi hai chiếc tàu chạy song song, giữa chúng như được tạo ra một kênh nước. Trong các kênh thông thường: nước chảy, thành kênh cố định, còn ở đây thì ngược lại: nước không chảy, thành kênh (tức là hai con tàu) di động. Nhưng tác động của các lực thì vẫn không có gì thay đổi: ở chỗ kênh hẹp, áp suất nén vào thành kênh yêu hơn phía khơi bên kia của các con tàu. Nói một cách khác, hai hông tàu đối diện nhau chịu áp suất của nước yếu hơn ởnhững phần phía bên ngoài khơi. Cái gì sẽ xảy ra do hậu quả này? Áp suất nước phía ngoài khơi sẽ đẩy hai con tàu vào nhau, và lẽ dĩ nhiên, con tàu bé hơn sẽ di chuyển nhanh hơn, trong khi đó con tàu lớn thì hình như bất động. Đây, tại sao sự hấp dẫn lại được thể hiện với một lực đặc biệt khi có chiếc tàu lớn chạy lướt nhanh qua chiếc tàu bé.

Như vậy, nguyên nhân của sự hấp dẫn giữa các con tàu là do tác động hút của dòng chảy. Tác động hút ở những chỗ nước xoáy của dòng chảy xiết là rất nguy hiểm đối với người tắm, cũng được giải thích như thế. Có thể tính được lực hút tác động lên thân thể con người khi tắm ở dòng sông có nước chảy với

Dòng nước giữa hai con tàu di động.

vận tốc vừa phải 1 m/s, lực đó bằng 30 kG! Chống lại một lực như thế không phải dễ, đặc biệt là khi trọng lượng bản thân không giúp được chúng ta đứng vững trong nước.

Cuối cùng, tác động hút của một đoàn tàu vút nhanh qua cũng được giải thích bằng nguyên lý Becnuli: đoàn tàu có vận tốc 50 km/h sẽ cuốn hút con người đứng gần đấy một lực bằng 8 kG.

Các hiện tượng có liên quan đến nguyên lý Becnuli, tuy không phải là không thường gặp, lại ít được biết đến trong số đông những người không phải là chuyên gia. Vì vậy mà dừng lại để tìm hiểu tỉ mỉ hơn về các hiện tượng này là điều rất bổ ích. Dưới đây chúng tôi sẽ tiếp tục trích dẫn ở các bài báo nghiên cứu về đề tài này đã được đăng trong các tạp chí nhỏ biên khoa học thường thức.