Lực quán tính trong trường acsimet

Chia sẻ: Ha Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

77
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tại sao hành khách ngồi trên tàu hỏa lại chúi đầu về trước khi tàu giảm tốc độ? Tại sao khi thang máy bắt đầu đi lên thì ta cảm giác có sức nặng đè lên đôi chân của mình, ngược lại khi thang máy chuyển động xuống thì ta lại cảm giác như mình nhẹ đi?

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Lực quán tính trong trường acsimet

Lực quán tính trong trường acsimet Tại sao hành khách ngồi trên tàu hỏa lại chúi đầu về trước khi tàu giảm tốc độ? Tại sao khi thang máy bắt đầu đi lên thì ta cảm giác có sức nặng đè lên đôi chân của mình, ngược lại khi thang máy chuyển động xuống thì ta lại cảm giác như mình nhẹ đi? Tất cả các hiện tượng đó đều được giải thích bởi "Lực quán tính" Thế nhưng liệu hiện tượng như thế còn xảy ra nữa không khi vật không đứng trong trọng trường, mà trong trường acsimet(tức lực acsimet lớn hơn nhiều so với lực trọng trường)?Câu trả lời là có. Và trong trường hợp này, lực acsimet đóng vai trò là lực trọng trường, còn lực trọng trường có thể bỏ qua. Vì sao vậy? Lực acsimet và lực trọng trường đều là lực thế(xem trường trọng trường được xét đủ nhỏ để cường độ của nó là ổn định). Khi xét về quả nặng treo trên sợi dây ta chỉ nói đến lực trọng trường(trọng lượng), lực quán tính, mà lại bỏ qua lực acsimet(vì nó rất bé so với lực trọng trường và lực quán tính, nhưng nó lại tồn tại) Vậy, có một câu hỏi đặt ra là: Ngọn nến đang cháy sẽ lệch về phương nào nếu tàu đột ngột giảm tốc độ? Hoặc, quả cầu chứa đầy hêli treo lơ lửng trên một sợi chỉ mảnh sẽ lệch về phương nào nếu tàu đột ngột giảm tốc độ? Liệu có phải là nó lệch về phía trước, nó cũng bị chúi về phía trước như trong trường hợp hành khách trong toa tàu, và trong trường hợp con lắc nặng treo trên boong toa không? Câu trả lời là không. Tại sao vậy? Điều này rất dễ hiểu là lực acsimet ngược chiều lực trọng trường, lực tác dụng lên ngọn nến do đối lưu, hoặc lực tác dụng lên quả
cầu khí hêli là lực acsimet, lực trọng trường rất nhỏ có thể bỏ qua. Khi xét trong hệ quy chiếu phi quán tính, quả cầu khí sẽ nằm trong trường hiệu dụng của vectơ g, và -a (vectơ gia tốc quán tính). Tổng vectơ của g và -a sẽ hướng về trước, khi đó lực acsimet sẽ hướng về sau, kéo quả cầu lệch về sau. Đây là một điều khá thú vị, thí nghiệm rất đơn giản, các bạn có thể làm ngay để kiểm tra. Có thể đốt một cây nến trong một chiếc đèn có chụp(để đảm bảo không khí không lưu động trong quá trình cho đèn di chuyển), sau đó dùng tay đưa cây đèn chuyển động với vận tốc không đổi, đợi đến lúc ngọn lửa cháy ổn định, ngọn lửa hướng thằng đứng lên trên, thì bạn hãy bắt đầu hãm tốc độ, hiện tượng quan sát được sẽ như mô tả ở trên. Nếu có cơ hội đi tàu, bạn nên làm lại một lần nữa, và sẽ thấy rõ hơn điều đó Điều kiện đúng của hiện tượng: Không khí, nơi quả cầu khí hoặc ngọn lửa được xem xét, phải xem như ổn định trong quá trình làm thí nghiệm. Nếu ta làm thí nghiệm trong tàu hỏa thì gió, hoắc khí chuyển động sẽ làm cho hiện tượng có lúc không còn nghiệm đúng, đây là một điều đáng chú ý. Từ trường Trái Đất sắp bị đảo chiều
Cực Nam trở thành cực Bắc và ngược lại, điều gì sẽ xảy ra với sự sống trên Trái Đất, liệu nó có gây ra thảm hoạ cho các loài sinh vật trên Trái Đất? Từ trường của Trái Đất có hình dạng gần giống như một lưỡng cực từ, với các cực từ gần trùng với các địa cực của Trái Đất. Theo thuyết dynamo, từ trường Trái Đất được tạo ra trong vùng lõi ngoài nóng chảy của Trái Đất, nơi mà nhiệt lượng tạo ra các chuyển động đối lưu của các vật chất dẫn điện, tạo ra dòng điện. Các dòng điện này đến lượt mình tạo ra từ trường. Các chuyển động đối lưu trong lõi rất lộn xộn, chuyển hướng theo chu kỳ. Hiện tượng này là nguyên nhân của hiện tương đảo cực địa từ diễn ra định kỳ một vài lần trong mỗi triệu năm và lần đảo cực địa từ gần đây nhất cách đây 780.000 năm. Trước khi đảo cực Sau khi đảo cực Bradford Clement, giáo sư tại Đại học Quốc tế Florida ở Miami đã tiến hành phân tích dữ liệu từ 30 mẫu trầm tích được khoan từ đáy hồ hoặc đáy biển ở nhiều kinh độ và vĩ độ trên thế giới. Các mẫu vật này lắng đọng trong 4 thời kỳ khác nhau và ghi lại dấu vết của từ trường ở những giai đoạn đó. Kết quả phân tích cho thấy phải mất trung bình khoảng 7.000 năm hai cực từ mới được thiết lập trở lại. Braford Clement cho biết rằng sự đảo chiều này không diễn ra đột ngột, nó diễn ra sớm hơn ở xích đạo (khoảng 2.000 năm) nhưng lại chậm hơn ở các vĩ độ cao, gần về phía hai cực (khoảng 10.000 năm). Nguyên nhân của tình trạng này là
khi không có từ trường bắc - nam, nhân trái đất đã tạo ra một trường từ thứ hai yếu hơn, có rất nhiều cực mini tại bề mặt của nó. Cuối cùng khi hai cực chính được thiết lập lại, từ trường thứ cấp biến mất. Hoffman, chuyên gia thuộc Đại học bách khoa California (San Luis Obispo) và Singer đã tập trung nghiên cứu đất đá mang bằng chứng về những lần từ trường bắc-nam chính yếu đi. Đây chính là một dấu hiệu cho thấy chiều phân cực có thể bị đảo ngược. Bằng cách xác định tuổi của dòng dung nham, họ có thể sơ đồ hóa từ trường lõi nông trong những lần đảo chiều khi mà từ trường chính yếu đi vào khoảng thời gian vài triệu năm trước. Singer nói: “Ngay lúc này, các ghi chép lịch sử cho thấy cường độ của từ trường đang suy giảm nhanh chóng. Theo phỏng đoán, trong vòng 1.500 năm nữa từ trường sẽ yếu nhất và chúng ta sẽ bước vào giai đoạn đảo chiều phân cực. Mục tiêu nghiên cứu lớn của chúng tôi là cung cấp các khả năng dự đoán có thể về những gì sẽ xảy ra và những gì có thể là tín hiệu của đợt đảo chiều phân cực sắp tới”. Tình trạng cực từ xoay ngược 180 độ xảy ra khi có sự thay đổi trong quá trình tuần hoàn của sắt nóng chảy trong lớp nhân ngoài Trái Đất. Khi đó, cường độ
của từ trường giảm xuống chút ít trước khi nhịp điệu tuần hoàn được thiết lập lại và tình trạng phân cực mới bắt đầu. Khoảng cách ngắn nhất giữa các lần đảo chiều là khoảng 20.000 đến 30.000 năm, và dài nhất là 50 triệu năm. Trong 78 triệu năm qua, từ trường Trái đất mới đảo chiều 171 lần, và lần gần đây nhất là 780.000 năm trước. Chính vì vậy, phải vài nghìn năm nữa, từ trường Trái Đất mới thực hiện một lần đảo chiều mới. Trong khi đó, lần đảo cực từ trường gần đây nhất đã không hề có chuyện gì xảy ra: không có sự hủy diệt sinh thái, không có sự hỗn loạn ở tầng khí quyển. Nguồn: Discovery, AFP