TỪ CÂY GẬY THẦN ACSIMET. phần 1

Chia sẻ: Angle Angel | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

182
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tất cả mọi vật quanh ta, từ những sinh vật nhỏ bé mắt thường không thể nhìn thấy, tới các vì sao vô cùng to lớn trong vũ trụ bao la đều không ngừng chuyển động. Ngay cả dải Trường Sơn hùng vĩ mà bạn tưởng muôn đời không xê dịch, thì cũng đang ngày đêm quay theo Trái Đất với một vận tốc đáng kể. Sự đứng yên của nó chỉ là tương đối. Sự chuyển động trong thế giới tự nhiên là muôn hình vạn trạng, không tài nào kể xiết, nhưng nói chung đều tuân theo...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: TỪ CÂY GẬY THẦN ACSIMET. phần 1

TỪ CÂY GẬY THẦN ACSIMET Tác giả: Nguyễn Hữu Dy Nhà xuất bản: Kim Đồng Năm xuất bản: 1983
Lời nói đầu Tất cả mọi vật quanh ta, từ những sinh vật nhỏ bé mắt thường không thể nhìn thấy, tới các vì sao vô cùng to lớn trong vũ trụ bao la đều không ngừng chuyển động. Ngay cả dải Trường Sơn hùng vĩ mà bạn tưởng muôn đời không xê dịch, thì cũng đang ngày đêm quay theo Trái Đất với một vận tốc đáng kể. Sự đứng yên của nó chỉ là tương đối. Sự chuyển động trong thế giới tự nhiên là muôn hình vạn trạng, không tài nào kể xiết, nhưng nói chung đều tuân theo các quy luật nhất định, được gọi là các định luật cơ học. Cơ học xuất hiện tự thực tiễn lao động sản xuất và gắn bó chặt chẽ với đời sống của con người. Cách đây hai ngàn năm, người ta gọi nó là “nghề thủ công của đời sống”. Với sự đóng góp của nhiều thế hệ các nhà bác học, cơ học lớn lên không ngừng. Đến thế kỷ thứ 18, nhà bác học thiên tài Niutơn với ba định luật cơ bản nổi tiếng và định luật vạn vật hấp dẫn bao quát toàn vũ trụ, đã đưa cơ học vươn lên sánh vai với các ngành khoa học khác như toán học, vật lý, hóa học… Ngày nay, cơ học vẫn phát triển không ngừng và ngày càng liên quan mật thiết với các ngành khoa học kỹ thuật khác. Đó là cơ sở cho các tính toán thiết kế xây dựng, chế tạo máy, hàng không, hàng hải… Có thể nói rằng, không có cơ học thì không có máy móc, không có điện, không có cả ôtô, máy bay, tên lửa vũ trụ… Thông qua những mẩu chuyện lý thú, chúng tôi muốn giúp các bạn làm quen với cơ học trên những nét lớn và vai trò của nó trong đời sống, thực tiễn sản xuất. Chúng tôi mong rằng, cuộc du lịch vào tòa lâu đài cơ học đẹp đẽ này sẽ góp phần chắp cánh cho những ước mơ khoa học của các bạn.
Mục lục LỜI NÓI ĐẦU Chương 1 – TRONG “THẾ GIỚI TƯƠNG ĐỐI” CỦA GALILE • Chuyển động hay đứng yên? • A – sin và con rùa • Một cuộc ngao du với… ba quan phí tổn • Từ câu chuyện về chất thuốc gia tốc • Những sân ga quay • Đuổi theo thời gian Chương 2 – BA VIÊN GẠCH KỲ DIỆU CỦA NIUTƠN • Nếu Trái Đất ngừng quay! • Dùng tay không bắt đạn • “Đạn” táo lê và “bom” dưa hấu • Ông thị trưởng thành Gotem và đại lực sĩ Xviatogo • Từ thí nghiệm đến định luật • Những động cơ phản lực trên bộ đầu tiên Chương 3 – CÂY GẬY THẦN CỦA ACSIMET • Sức mạnh của trí tuệ • Hội kiệu đình • Thế nào là công và năng lượng • Người nô lệ máy • Bẫy bắt gió • Người lao động vĩ đại Chương 4 – TỪ CON CÙ GIẢI TRÍ ĐẾN CON QUAY CƠ HỌC • Lực ly tâm – Một người giúp việc đắc lực • Nhưng mà cũng là một kẻ đã từng gây tai họa • Những cảnh giác kỳ là trong “quả cầu ma” • Từ con cù ngoài hè phố… • …Đến con quay kỹ thuật • Một cách cân gian mà thật thà (!) • Nếu Trái Đất quay nhanh hơn! Chương 5 – NHỮNG LỰC SĨ “MỀM” VÀ “VÔ HÌNH” • Lực sĩ vô hình • Sức mạnh của “thủy thần” • Đại lực sĩ Paxcan
• Oreca! Oreca! • Từ hạt vừng bướng bỉnh đến chiếc tàu ngầm ngoan ngoãn • Vài bài toán oái oăm • Chất thuốc mất trọng lượng và những con tàu nhẹ hơn không khí Chương 6 – MỘT ĐỊNH LUẬT VĨ ĐẠI • Đi tìm điều bí ẩn kỳ diệu • Ngọc càng mài càng sáng • Lời bàn về quả táo và Trái Đất • Những sợi dây vô hình • Đường dây cáp khó tưởng tượng • Mấy câu hỏi “Tại sao?” • Du lịch trong cái giếng không đáy • Một phát minh kỳ diệu trong… tưởng tượng Chương 7 – TỪ ƯỚC MƠ ĐẾN HIỆN THỰC • Những giấc mơ bay • Từ phương án của một người tử tù • Vì sao tên lửa bay được? • Từ pháo thăng thiên đến tên lửa hiện đại • Từ đỉnh núi Niutơn đến ba vận tốc vũ trụ • Ước mơ của một thầy giáo trường làng
Chương 1: Trong “thế giới tương đối” của Galile Chuyển động hay đứng yên? Ra đời cách đây ba trăm năm, thuyết của Galilê không phải là dễ dàng được người đương thời chấp nhận. Con người ngày xưa vốn quen nhìn nhận hiện tượng bên ngoài mà ít đi sâu vào bản chất của sự vật. Hằng ngày, ai mà chẳng thấy Mặt Trời vạch một đường cung lớn từ đông qua tây? Thế mà nhà bác học người Ý đó lại khẳng định: “Mặt Trời không đi, trái lại, chính Trái Đất đang quay quanh nó, từ tây qua đông!”. Ngày nay có lẽ chẳng ai còn thắc mắc về cái chân lý thật đơn giản mà cũng thật vĩ đại này. Chỉ cần lấy một sự việc thông thường nhất như khi ta đi tàu hỏa làm thí dụ. rõ ràng là tàu chạy mà bạn lại cứ tưởng hàng cây bên đường đang đuổi nhau lao vun vút về phía sau. Trái Đất – quê hương của chúng ta – chẳng qua cũng như con tàu, còn Mặt Trời thì như hàng cây… Nhưng không phải chỉ có hành tinh chúng ta, mà cả Mặt Trời và muôn vàn vì sao cũng đang mải miết chạy theo quỹ đạo của chúng. Còn khi bạn đang ngồi bên cửa sổ? Sự ngồi yên đó cũng chỉ là tương đối nốt, tương đối so với ngôi nhà của bạn. Vì thật ra thì cả bạn lẫn ngôi nhà vẫn đang chuyển động theo Trái Đất. Đó là thực chất của nguyên lý tương đối Galilê. Giờ xin mời bạn hãy đi sâu một chút vào thế giới chuyển động tương đối này. Nó sẽ đem lại cho chúng ta nhiều điều bổ ích và lý thú. Asin và con rùa Dũng sĩ Asin trong trường ca “Iliát” của Hôme nổi tiếng không những vì có công lớn trong việc đánh chiếm thành Tơroa mà còn vì cặp giò “chạy nhanh như gió”. Thế mà Dênông, nhà triết học cổ Hy Lạp (thế kỷ thứ 5 TCN) dám quả quyết rằng “Asin không thể đuổi kịp một… con rùa”!?
Dênông chống lại thuyết chuyển động. Theo ông thì “chuyển động chỉ là ảo ảnh của mắt, nó đánh lừa ta”. Ông lập luận như sau: “Giữa con rùa và Asin có một khoảng cách. Khi dũng sĩ vượt hết khoảng cách đó thì chú rùa cũng đã đi được một quãng đường nữa. Asin đuổi xong khoảng cách mới, thì đối thủ lại bò thêm một quãng khác. Và cứ thế, rùa ta vẫn luôn luôn ở trước Asin…” Người ta kể lại rằng, khi nghe xong lời giảng này, nhà triết học Điôgien đã lặng thinh, đi đi lại lại trước mặt nhà thông thái râu dài. Hình như ông ta cảm thấy đó chỉ là một thứ ngụy biện, nhưng không đủ lý luận để cãi lại thầy… Cái sai của Dênông là đã tách chuyển động ra khỏi thời gian. Ngày nay, với khái niệm vận tốc trung bình và những công thức cơ học đơn giản, một câu học trò nhỏ cũng có thể giải được bài toán này. Tuy nhiên, cái thuyết kỳ quặc của Dênông cũng đã từng là chỗ bấu víu của bọn học giả duy tâm trong nhiều thế kỷ sau này. Họ muốn chứng minh rằng vạn vật là bất biến và từ đó đi tới khẳng định sự bất di bất dịch của một chế độ xã hội. Một cuộc ngao du với… ba quan phí tổn Một hôm, trên nhiều tờ báo ở thủ đô Pari, người ta thấy xuất hiện mấy dòng quảng cáo: “Quý vị nào hâm mộ những cuộc viễn du không vất vả, ít tốn kém, xin hãy bỏ ra ba quan – chỉ ba quan thôi! – theo địa chỉ dưới đây…” Không ít người nhẹ dạ đã vội gởi tiền và sau đó nhận được một bức thư ngắn gọn: “Thưa quý ngài! Xin mời quý ngài hãy cứ nằm đàng hoàng trên giường của mình; chỉ mong quý ngài chú ý cho rằng hiện nay Trái Đất của chúng ta đang quay. Ở vĩ độ 49 của Pari, mỗi ngày đêm quý ngài đi được 25.000 km, vị chi mỗi giờ quý ngài đã vượt hơn ngàn km… Nếu ngài muốn ngắm cảnh trên đường đi, xin hãy vén cao rèm cửa sổ. Bầu trời đầy sao đang chờ ngài thưởng ngoạn đó! Xin kính chào và chúc ngài thượng lộ bình an…” Thế rồi chàng láu cá đó bị gọi ra trước vành móng ngựa. Sau khi nghe quan tòa phán xử và nộp tiền phạt vì tội lừa đảo, anh ta đứng dậy trịnh trọng nhắc lại lời tuyên bố bất hủ của Galile, khi ông buộc phải khước từ học thuyết của mình trước thế lực nhà thờ: “Nhưng dù sao thì Trái Đất vẫn quay!”. Chẳng ai dại gì mà đứng ra bào chữa cho anh chàng này, nhưng cũng phải mỉm cười mà nhận rằng lý lỹ y có phần đúng. Tuy nhiên y còn quên mất sự chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời với khoảng 950 triệu km mỗi vòng. Như vậy, nó phải lao đi trong không trung với vận tốc gần 30km/giây! Ngay cả Mặt Trời, được coi là trung tâm cố định của hệ Mặt Trời thì cũng không ngừng chuyển động cùng với toàn bộ các hành tinh của nó quanh tâm của Thiên Hà với vận tốc khủng khiếp: 250km/giây! Và chính Thiên Hà của chúng ta lại chuyển động quanh một các mốc nào đó nữa…
Từ câu chuyện về chất thuốc gia tốc Nhà văn viết truyện tưởng tượng người Anh Hecbe Oenxơ trong cuốn tiểu thuyết “Chất thuốc gia tốc” đã kể lại câu chuyện như sau: “Một nhân vật của ông sau khi uống hết liều thuốc này đã quan sát được mọi vật rất rõ ràng, mặc dù có vật chuyển động nhanh như tia chớp. Một cái cốc đang rơi. Anh ta thấy nó như “treo” lơ lửng trong không khí. Mộ người lao vun vút qua đường phố lưu lại trong võng mạc anh ta như một bức tượng đá. Mấy con én bay liệng như bị dán vào khung cửa sổ… và nhân vật của Oenxơ đang du lịch trong thế giới hầu như bất động… Điều mơ ước trên đây ngày nay đã được thực hiện. Đó là những “kính lúp thời gian” – những chiếc máy quay phim hiện đại có thể ghi nhận hàng nghìn hình trong một giây đồng hồ. Nhờ đó, ta có thể kịp thời nhận dạng những chuyển động quá nhanh và phức tạp. Câu chuyện sau đây xảy trên sân cỏ nước Anh vào mùa hè năm 1966. trận chung kết tranh cúp “Nữ thần vàng” đang diễn ra quyết liệt giữa đội Anh và đội Cộng hòa Liên bang Đức. người ta đinh ninh rằng trận đấu ngang sức này sẽ kết thúc với tỉ số 2:2. Thế nhưng trung phong nổi tiếng của Anh là Hexot đã lao tới như bay và sút. Quả bóng đập mạnh vào khung thành đối phương, rồi lại lập tức bật ra ngoài. Cả biển người nhốn nháo: “Vào chưa? Rồi! Chưa!…”. Ngay Đinát, trọng tài chính người Thụy Sỹ cũng bối rối, phải đến hỏi trọng tài biên Bacramop, người Liên Xô. Ông “phó chánh án” gật đầu. Thế là tỷ số 3:2 được thông báo, nghiêng về đội Anh. Chỉ với bàn thắng quyết định này, “Nữ thần vàng” đã tạm biệt Braxin về với Luân Đôn. Tuy nhiên, sự việc chưa kết thúc một cách đơn giản như vậy. Sớm hôm sau, báo chí và đài phát thanh Đức nhao nhao phản đối trọng tài Liên Xô với những lời lẽ không đẹp tai. Nhưng Bacramop tin vào mắt mình và khẳng định: “Vào!” Và, không quá một ngày, chiếc máy thu hình đã xác minh đôi mắt tinh tường của người trọng tài công bằng này. Giây phút quyết định trên đây đã được đưa lên màn bạc với những hình ảnh chuyển chậm: Quả bóng từ từ chạm vào mé dưới xà ngang rồi rơi xuống đất, phía trong đường khung thành, sau đó xoáy vòng và lăn ra sân cỏ… Như vậy là khỏi phải bàn cãi. Những loại chuyển động vừa xoáy vừa lăn này còn được các cầu thủ bóng bàn, bóng chuyền tạo ra để gây khó khăn cho đối phương. Trong thiên nhiên và kỹ thuạt cũng không thiếu gì những dạng chuyển động phức tạp này. Kỹ thuật ngày nay cho phép ghi nhận những chuyển động với thời gian vô cùng ngắn, ở mức độ một phần trăm triệu giây. Phân số này cũng như một giây so với mười năm! Đối với ta khoảng khắc này không có nghĩa lý gì, nhưng ánh sáng thì đã đi được 3m rồi đấy!
Những sân ga quay Mời bạn hãy quan sát một đoàn tàu vào ga. Cách xa bốn năm trăm mét, tàu đã rúc mọt hồi còi, rồi xả hơn phì phì để giảm vận tốc. Đoàn tàu tiến vào ga chậm dần, chậm dần rồi dừng hẳn, nhưng không tắt máy. Chờ cho hành khách lên xuống xong xuôi, tàu lại từ từ chuyển bánh, tăng tốc và tiếp cuộc hành trình… Không kể thời gian dành cho hành khách lên xuống, chỉ tính việc tăng giảm vận tốc, tàu đã phải mát đi từ 5 đến 7 phút. Nếu ta lấy chặng đường Hà Nội – Hải Phòng làm ví dụ, thì với 16 ga dọc đường, nó đã mất tới một tiếng rưỡi. Lại còn một hao phí khác rất quan trọng, đó là chất đốt: than dầu hoặc điện. Người ta đã tính rằng, chỉ riêng việc tăng giảm vận tốc khi qua mỗi ga, tàu đã tiêu phí mất hơn một nửa chất đốt trong mỗi chuyến đi. Nếu ta có cách gì đó khiến tàu khi vào ga vẫn cứ chạy mà hành khách vẫn lên xuống an toàn, thì ta sẽ tiết kiệm được biết bao thời gian và chất đốt. Từ ý nghĩ táo bạo đó người ta đã sáng tạo ra cái sân ga… quay. Sân ga gồm 2 cái mâm tròn lớn, đồng tâm. Sân ngoài với đường kính năm sáu chục mét, có thể quay nhanh chậm tùy ý. Còn sân trong thì nhỏ hơn nhiều, cố định, có cầu thanh dẫn ra ngoài. Bao quanh sân ngoài là đường ra lượn tròn, cố định. Tất cả các cơ cấu đó nằm trong một hệ thống điều khiển của nhà ga. Và đây, mời bạn hãy quan sát đoàn tàu đang tiến vào sân ga này. Hành khách đợi tàu đang có mặt ở sân ga ngoài. Một hồi còi rúc lên từ xa báo hiệu tàu sắp đến. sân ga từ từ quay, nhanh dần nhanh dần. Đoàn tàu tiến tới, lượn tròn quanh sân ga (lúc này tàu có thể giảm vận tốc chút ít). Tàu và sân cùng quay nhanh như nhau, theo sát nhau như hình với bóng. Hành khách đến, chỉ việc xuống sân ngoài, đi vào sân trong và ra ngoài ga theo một hệ thống cầu thang. Vì sân ga cố định nhỏ nên vận tốc vòng trong của sân quay tiếp xúc với nó không đáng kể. Do đó, việc đi lại giữa hai sân này không có gì khó khăn. Còn hành khách đi thì từ sân ngoài ung dung bước lên tàu. Chỉ khi nào hành khách lên xuống xong xuôi đoàn tàu mới rời ga. Ở đây, các nhà kỹ thuật đã ứng dụng nguyên lý tĩnh tương đối trong cơ học: Khi hai vật thể chuyển động cùng hướng và cùng vận tốc thì chúng đứng yên so với nhau. Ở thị trấn Xalobento (ngoại ô Beclin, thủ đô Cộng hòa dân chủ Đức) người ta đã thử nghiệm thành công những sân ga xe điện kiểu trên đây, tiết kiệm được khoảng 30% năng lượng.
Tuy nhiên, việc xây dựng sân ga kiểu này cho xe lửa trong thực tế hiện nay còn gặp nhiều khó khăn, kể cả các nước có nền công nghiệp tiên tiến. Cũng theo nguyên lý này, người ta có thể không dùng sân quay mà dùng một đoàn tàu phụ. Khi tàu tốc hành vào ga thì tàu phụ cùng chạy song song với nó. Hành khách đi thì bước từ tàu phụ sang tàu chính; còn hành khách đến thì ngược lại. Ở đây, người ta cũng phải tính toán thời gian của cuộc “đón tiếp” cho vừa khớp với mật độ hành khách từng ga. Máy bay tiếp dầu cho nhau ở trên không cũng hoàn toàn dựa theo nguyên tắc này. Hai con “chim sắt” bay sát nhau và người ta bắt đầu nối vòi tiếp dầu. Nhưng kỳ diệu nhất có lẽ là những giờ phút “bắt tay nhau” của 2 con tàu vũ trụ. Mặc dầu đang bay với vận tốc gần 3 vạn km/giờ, chúng vẫn có thể ghép được lại với nhau khá dễ dàng. Đó là những cuộc hội ngộ đầu tiên giữa 2 con tàu “Liên hợp 4” và “Liên hợp 5” của Liên Xô ngày 15/2/1969, giữa “Liên hợp” và “Apolo” của Mỹ năm 1975. Việc tính toán, điều khiển để đạt được mục đích này tất nhiên phải rất tinh vi, với độ chính xác cực kỳ cao. Vì ở đây, nếu “sai một ly” thì đi không phải một dặm mà là… hàng chục hoặc hàng trăm dặm! Đuổi theo thời gian Con người có thể đuổi kịp thời gian không? Xin thưa: Có! Và thậm chí còn có thể vượt cả thời gian nữa đấy! Nhưng ta không thể dùng sức mạnh của đôi chân mà phải dùng đến trí thông minh của mình. Mời bạn ngồi lên chiếc MIG – 23 hiện đại của Liên Xô. Từ Hà Nội bạn hãy sang Lahabana, thủ đô của đất nước Cuba anh em ở bên kia bán cầu. chỉ cần giữ cho vận tốc máy bay luôn không nhỏ hơn 1600km/h là bạn có thể đuổi kịp thời gian. Nghĩa là, nếu ở thủ đô ta bạn cất cánh lúc 12h thì suốt dọc đường đi cho tới đích, ông Mặt Trời vẫn luôn luôn ở giữa đỉnh đầu. Nhưng nếu con “chim sắt” của bạn bay nhanh hơn nữa, khoảng 2000km/h chẳng hạn, thì bạn sẽ còn vượt được… thời gian! Nghĩa là, bạn có thể hạ cánh không phải giữa trưa mà có thể vào 10h sáng hôm đó! “Đuổi theo Mặt Trăng” không vất vả bằng đuổi theo Mặt Trời. Chị Hằng quay quanh Trái Đất chậm hơn Trái Đất tự quay quanh trục của nó 29 lần. vì vậy, ở những vĩ độ trung bình, một chiếc tàu thủy chạy từ 25 đến 30km/h là đã có thể đuổi kịp Mặt Trăng. Điều này thực ra không có gì phi lý cả, nếu ta hiểu rằng không những chuyển động là tương đối mà thời gian cũng chỉ là quy ước. Trái Đất quay đều quanh trục của nó mỗi vòng hết một ngày một đêm, tức 24 tiếng đồng hồ. Việt Nam cách Cuba đúng nửa vòng Trái Đất. Cho nên, khi Mặt Trời bắt đầu “lặn” ở ta thì đồng thời nó cũng bắt đầu “mọc” ở nước bạn. Tại hai thủ đô, vận tốc quay của mặt đất vào khoảng 1600km/h. Vì thế, muốn “đuổi kịp thời gian”, máy bay bạn cần có vận
tốc trên và bay đuổi theo Mặt Trời đang trốn về phía tây. Vì thời gian ở mỗi nơi đều căn cứ vào vị trí của Mặt Trời trên bầu trời của mình, nên rõ ràng nó chỉ là tương đối. Xoay quanh vấn đề thời gian còn có những hiện tượng tưởng như ngược đời. Chiếc máy bay của ValeriScalop cất cánh ở Matxcova ngày 19/6/1937, vòng qua Bắc Cực và đến nước Mỹ ngày 18/6/1937! Ngày 1/1/1974 ở vịnh Bering (vùng Viễn Đông Liên Xô) một ngư dân đánh điện về Matxcova chúc Tết gia đình. Bức điện đã đến tay người nhà đúng vào lúc… giao thừa! Tại sao như vậy? Đó là do một quy ước về “đường đổi ngày”. Người ta lấy kinh tuyến 180 chạy qua eo biển Bering làm đường đổi ngày. Khi Bering bước qua 0h ngày 1/1 chẳng hạn, thì toàn thế giới vẫn ở ngày 31/12. Như vậy, các vùng khác trên thế giới bước sang năm mới chậm hơn Bering từ 0 đến 24h.
Chương 2: Ba viên gạch kỳ diệu của Niutơn Nếu Trái Đất ngừng quay! Trong cuốn “Chàng Photorinh làm nên những chuyện thần kỳ”, Hecbe Oenxo đã kể lại câu chuyện sau: Photorinh, nhân viên văn thư của một công sở nọ, được Chúa Trời cho phép toại nguyện ngay tức khắc mọi điều ước… Sau một bữa tiệc đêm kéo dài, để có thể về tới nhà trước lúc trời sáng, anh ta thấy cần phải cầu ước để kéo dài đêm tối. Chàng ta đứng nghiêm, đưa hai tay lên trời và trịnh trọng ra lệnh: - - Theo lệnh ta, Trái Đất hãy ngừng quay! Chưa dứt lời thì một cơn gió lớn nổi lên cuốn băng cả Photorinh và không trung. Tuy bị tối tăm mặt mày, anh ta vẫn kịp kêu lên: “Không được hại ta!” Lời cầu mong ấy thốt ra đúng lúc: Chỉ trong khoảnh khắc anh ta được ném lên một đám đất. Một quang cảnh cực kỳ rùng rợn diễn ra: Cây cối, đất đá, bò ngựa… đang theo nhau lao vun vút và bầu trời. Nhà cửa, lâu đài sụp đổ ầm ầm và tất cả đều cuốn theo gió. Gió gào thét kinh hồn là Photorinh không dám ngẩng đầu lên. Sấm vang, chớp giật… Rồi tiếp đến tiếng ầm ầm, dồn dập, tưởng như cả bầu trời đang rạn nứt, sụp đổ. Dưới ánh sáng của những tia chớp, Photorinh nhìn thấy những quả núi nước đen ngòm từ phía xa đang hùng hổ lao tới chực nuốt chửng mình. Hoảng quá, chàng vội quát: - - Đứng lại! Không được tiến thêm nửa bước! Anh ra lệnh cho nước, cho sấm chớp, gió bão… Lệnh vừa ban ra, tức thì sóng yên, gió lặng. Trời đất bỗng ghìm cơn giận dữ và trở lại hiền lành. Photorinh vò đầu, bứt tai, ngồi sụp xuống đất. “Thật là hú vía! Thôi từ nay xin chừa, xin chừa!”. - - Tôi xin ước hai điều: Điều thứ nhất, tôi muốn tất cả đều trở lại như cũ. Điều thứ hai, nếu những lời này còn ứng nghiệm thì hãy làm tôi mất hẳn cái khả năng ước gì được nấy đi. Tôi không cần phép lạ nữa, không cần một chút nào, vì đó là những trò chơi quá ư nguy hiểm… Chúng ta hãy tìm hiểu, tại sao lại xảy ra cảnh tượng hỗn loạn trên đây?
Tất cả chỉ là do Photorinh chưa biết đến định luật quán tính. Đó là định luật cơ bản thứ nhất của chuyển động, một trong ba viên gạch nền móng của Niutơn. Như ta đã biết: Trái Đất ngày đêm quay đều quanh trục của nó. Mọi vật bám trên mình nó đều tham gia chuyển động này. Khi Trái Đất dừng lại đột ngột thì mọi vật vẫn chuyển động theo quán tính của chúng với vận tốc quay của mặt đất. Do đó mà chúng liền bị văng vào không trung. Bạn có thể dễ tưởng tượng điều đó nếu để ý quan sát những hiện tượng sau đây: Khi tàu đang chạy đều mà đột nhiên dừng lại thì hành khách bị ngã dúi về phía trước. Hoặc khi đang rảo bước, bạn sẽ bị ngã nhào nếu vô ý vấp phải vật cản trên đường đi. Những hiện tượng quán tính thường diễn ra hằng ngày và khắp nơi: Khi ta giũ áo, bụi sẽ bay đi. Con thỏ bị đuổi đột nhiên tạt ngang thì có thể thoát thân, vì chó săn đang đà phóng sẽ cứ lao thẳng về phía trước. những “Chim ưng”, “Thần Sấm” của Hoa Kỳ khi đã ăn đạn của ta vẫn còn lao theo quán tính một khoảng rất xa rồi mới đâm đầu xuống đất… Một nhà cơ học nói: “Quán tính là kẻ thù của những người thiếu thận trọng, nhưng lại là bạn của những người tháo vát.” Trong kỹ thuật, để bảo đảm cho máy chuyển động đều, người ta gắn vào trục quay của nó những bánh đà nặng. Chẳng hạn, ở máy tiện, máy khâu, nhờ quán tính do bánh đà tạo nên mà vận tốc quay của chúng không thay đổi mấy khi ta đưa thỏi thép hay tấm vải vào máy. Cũng nhờ cách này mà pittong trong các động cơ không những vượt qua điểm chết dễ dàng mà còn giữ được chuyển động đều đặn cho động cơ. Khi xe tàu sắp vào ga, người lái tắt máy và cho chạy theo quán tính để đỡ tốn nhiên liệu. Người lái xe giỏi thường tắt máy khi xuống dốc, hoặc trên những quãng đường tốt cho xe chạy theo quán tính. Ngày nay, con người đã nắm vững quy luật quán tính để giải thích những hiện tượng thiên nhiên và chủ yếu là để áp dụng rộng rãi trong kỹ thuật và đời sống. Dùng tay không bắt đạn Trong “Tam Quốc diễn nghĩa” của La Quán Trung có đoạn khá hấp dẫn nói về tài bắt tên của Khương Duy, thống lĩnh quân đọi Thục Hán. Khi bị đuổi dài, Duy đã dùng tay không tóm được mũi tên do Quách Hoài bắn tới, rồi dùng ngay mũi tên ấy bắn chết địch thủ, khiến quân Bắc Ngụy khiếp vía kinh hồn… Việc dùng tay bắt mũi tên quả thật là tài; nhưng cũng với bàn tay không ấy mà tóm được viên đạn đang bay mới càng kỳ lạ!
Đó là câu chuyện xảy ra gần đây hơn, vào thời kỳ đại chiến thế giới lần I (1914 – 1918). Một phi công Pháp đang bay ở độ cao gần 2 km, bỗng thấy một vật nho nhỏ, đen đen, bay vè vè cạnh máy bay. Ngỡ là một giống côn trùng nào đó, anh liền thò tay ra bắt. Nhưng khi đưa lên xem thì lạ thay, không phải là côn trùng mà là một… viên đạn, đạn súng trường hẳn hoi! Thực ra, việc người phi công thuận tay tóm được viên đạn này chẳng có gì là lạ, nếu ta liên hệ lại nguyên lý tương đối của chuyển động và định luật thứ hai của Niuton về biến thiên động lượng. Khi đạn mới ra khỏi nòng súng thì chỉ có máy bay phản lực hiện đại mới đuổi kịp. Nhưng trong trường hợp này, suốt đường bay, sức cản của không khí và lực hút của Trái Đất đã nuốt dần vận tốc ban đầu của nó cho tới khi nó chỉ còn ngang với vận tốc của một máy bay hồi đầu thế kỷ. Hơn nữa, do một sự ngẫu nhiên nào đó mà máy bay và viên đạn bay cùng chiều. Chính vì vậy mà anh phi công kia có thể tóm lấy nó dễ dàng. Bằng lý luận tương tự, bạn cũng dễ dàng giải thích được việc bắt tên của Khương Duy. Trong đời sống hàng ngày, ta thường gặp những cách làm tương tự nhằm giảm nhẹ lao động. Người thợ xây đứng dưới ném gạch ngói lên, người ngồi trên giàn giáo đỡ nhẹ nhàng. Nhưng người ném phải tung viên gạch lên cao hơn tầm tay của người bắt một chút. Người này lướt tay bắt theo, hoặc chờ cho viên gạch lên hết đà vừa rơi xuống là bắt đuổi. Tuy nhiên, lắm lúc ta cần phải tăng vận tốc của vật để gây tác động mạnh hơn, hoặc phóng đi xa hơn. Bạn hãy nhìn kỹ cách lấy đà của các vận động viên nhảy cao, nhảy xa, ném lao, ném đĩa… Việc chạy hoặc quay người để lấy đà là những động tác kỹ thuật cơ bản nhằm tăng vận tốc cho người hoặc vật phóng. Cũng trong “Tam Quốc” có chuyện Tôn Quyền – vua Đông Ngô – cho ngựa lùi lại lấy đà để nhảy qua một nhịp cầu gãy và thoát khỏi vòng vây của quân Bắc Ngụy ở thành Hợp Phì. Nhịp cầu gãy hơn một trượng (4m). Tôn Quyền ra roi, tức thì ngựa phóng tới, cất vó bay qua và chạy biến vào bờ… “Đạn” táo lê và “bom” dưa hấu Nếu mũi tên, hòn đạn trong những điều kiện nào đó trở thành vô hại đối với con người, thì ngược lại một vật hiền lành trong những điều kiện nhất định, lại có thể trở nên nguy hiểm. Đó là chuyện “Những trái bom dưa hấu” xảy ra tại một làng nọ của Liên Xô năm 1924.
Hồi ấy có cuộc đua oto đường dài từ Leningrat của phương Bắc giá lạnh đến Tobilixi, thủ đô nước cộng hòa Grudia đầy ánh nắng Mặt Trời. Sau khi vượt hàng ngàn km, đoàn oto băng qua các làng mạc ở vùng núi Capcado. Vốn giàu lòng mến khách lại hâm mộ thể thao, những người nông dân quanh vùng đã tụ lại dọc hai bên đường từ sớm tinh mơ. Họ mang theo những sọt đầy hoa quả chín mọng, thơm phức. Khi đoàn oto vun vút lao tới, họ thi nhau ném lê, táo, dưa hấu… vào xe để tặng các đấu thủ với những lời chúc chân thành. Nhưng… hỡi ôi! Các đấu thủ, người bưu đầu, kẻ sứt trán, kính chắn trên xe thì vỡ vụn. Thật chẳng khác gì đạn trái phá! Kết quả là cuộc đua phải ngừng lại. Còn một chuyện nữa, xảy ra cách đây không lâu trên bầu trời Hoa Kỳ. Một chiếc máy bay chở khách đang bay từ đông qua tây. Khi tới dãy núi trùng điệp Enbec thì xuất hiện một con chim ưng. Tưởng gặp “bạn đường”, chim ta liền lao tới. Thế là chim trời bị xé tan tác, nhưng “chim sắt” cũng cùng chung số phận: Cánh quạt gãy, động cơ ngừng hoạt động và chiếc máy bay chập choạng lao xuống núi đá. Những cuộc đụng độ trên không như vậy ngày nay vẫn thường xảy ra. Tháng chạp năm 1975, lại một chiếc máy bay chở 130 hành khách Mỹ đã bị rơi gần NewYork cũng do một đàn chim gây ra. Trước đó nửa năm, chiếc Boeing 747 khổng lồ phải hạ cánh xuống một đồng ruộng gần thủ đô NiuDeli (Ấn Độ) cũng trong trường hợp tương tự. Những hiện tượng trên đây cũng dễ hiểu. Khi oto đang chạy thì so với nó, những quả táo lê có vận tốc rất lớn. Oto chạy càng nhanh thì vận tốc tương đối của lê táo so với nó càng tăng gấp bội. Ngoài ra phải kể tới khối lượng của chúng, nhất là cái món dưa hấu! Với vận tốc và khối lượng như vậy thì chúng không thua gì bom đạn. Cho nên, “tặng nhau mà lại bằng mười hại nhau” là như vậy! Trường hợp máy bay rơi vì chim cũng giải thích tương tự. Ở đây, vận tốc để sinh ra lực và chạm bằng tổng vận tốc của chim và máy bay, vì hai vật bay ngược chiều nhau. Và do đó đối với máy bay, con vật hòa bình kia cũng có sức phá hủy đáng kể. Cho nên, để phòng ngừa những mối nguy hiểm này người ta đã dựng những “trạm quan sát sự di cư của chim” ở các thành phố, giúp cho phòng điều vận ở các sân bay. Ở các máy bay hiện đại người ta còn lắp đặt những “thiết bị đuổi chim”. Trong các cuộc không chiến, nếu một máy bay ở phía trước bị trúng đạn nổ tung thì những chiếc sau phải lập tức bay tạt qua hướng khác. Hoặc khi hạ được địch thủ, máy bay chiến thắng cũng liệu mà chuyển hướng càng nhanh càng tốt. Vì đối với loại máy bay phản lực ngày nay có vận tốc từ hai đến ba ngàn km/h thì những mảnh vụn văng từ máy bay đối phương cũng nguy hiểm như viên đạn vậy. Các mẩu chuyện trên nhằm xác định một lần nữa nguyên lý hợp chuyển động của Galile và định luật cơ bản thứ hai của Niuton về biến thiên động lượng.
Ông thị trưởng thành Gotem và đại lực sĩ Xviatogo Ở Anh, người ta thường lưu truyền những câu chuyện bông đùa về người dân thành Gotem, một thành phố hoang đường chuyên “xuất cảng” những thằng ngốc đi khắp thế gian. Chuyện rằng ở Gotem vắng chức thị trưởng từ lâu vì lẽ người dân ở đây không thể chọn người một người thông minh nhất trong những người ngu để nắm quyền hành. Một hôm, họ bắt gặp một anh chàng trẻ tuổi đứng trước một vũng nước trên đường phố, vẻ đăm chiêu suy nghĩ. Rồi bỗng anh nắm lấy tóc mình kéo ngược lên… Tưởng chàng điên, nhiều người lo lắng: - - Làm gì thế anh? - - Ồ! Các ngài không thấy sao? – Chàng trả lời. Tôi đang ráng sức nắm tóc nhấc bổng mình qua vũng nước này đây! - - À, ra thế! – Mọi người kêu lên mừng rỡ. Đây chính là người thông minh nhất mà chúng ta đang tìm!… Và không để lỡ dịp may, họ liền xúm vào kiệu chàng lên và bầu luôn chàng làm thị trưởng. Ở đây, ta không bàn về tính hài hước, mà thử tìm hiểu tính khoa học của câu chuyện: Chàng trai tự nắm lấy tóc để kéo mình qua khỏi vũng nước! Liệu anh ta có thể làm nổi việc đó không? Trong một chuyện cổ tích Nga, chàng đại lực sĩ Xviatogo muốn dùng đôi cánh tay cuồn cuộn những bắp thịt của mình để nhấc bổng cả… Trái Đất! “Giá mà tôi tìm được một cái gì đó để xách, thì chắc chắn là tôi đã nhấc được cả Trái Đất lên rồi.” Thật may mắn! Chàng đã tìm thấy trên mặt đất một chiếc quai xách khổng lồ, rất chắc. Nói là làm. Thế là: Xviatogo tạm rời yên ngựa, Nắm chắc quai ráng sức nhấc liền, Và kéo lên quá tầm đầu gối… Nhưng… chân chàng đã tụt xuống rồi! Mặt tái xanh thấm đầy máu chảy… Rồi vĩnh viễn không thể nào vùng vẫy! Và đời chàng kết liễu từ đây!… Việc này cũng chẳng khác gì tự nắm tóc để nhấc bổng mình lên.
Trong trường hợp của Xviatogo, bản thân anh ta với Trái Đất đã hợp thành một tổng thể. Như vậy thì muốn nâng Trái Đất, anh ta phải ở một điểm ngoài Trái Đất. Nhưng tiếc thay, điểm ấy không bao giờ có. Điều này cũng dễ hiểu. ngồi trên một chiếc ghế, ta không thể nào tự nhấc nó và cả ta lên được. Cái mà gọi là lực chính là kết quả của sự tác động của một vật lên một vật khác. Một vật A tác động lên một vật B thì chính A cũng phải chịu sự tác động ngược lại của B. Đầu cánh tay chàng thị trưởng có khỏe tới đâu và anh ta có tự giày vò cái đầu của mình đến mấy thì anh ta cũng không thể nào nhấc mình lên khỏi mặt đất một ly, mà chỉ có thể giật đứt nhúm tóc của mình. Còn anh chàng lực sĩ ngông cuồng kia cũng do không nắm được quy luật mà đã bị thiệt mạng. Đó là ý nghĩa và thực chất của định luật thứ ba của chuyển động – định luật về tác động và phản tác động, mặc dầu trong các sách giáo khoa phổ thông chỉ ghi về nó rất vắn tắt: “Mọi tác động đều gây ra một phản tác động bằng và đối hướng với nó”. Và chúng ta sẽ còn bàn thêm nhiều về định luật quan trọng này. Từ thí nghiệm đến định luật Định luật thứ ba của Niuton về tác động và phản tác động rút ra từ thực tế của cuộc sống hàng ngày. Nó cũng đơn giản và thự nhiên như hai định luật đầu. Song giải thích nó thì không dễ dàng như thế và hiểu nó thật sâu sắc thì lại càng khó. Nhiều người làm công tác khoa học đã khẳng định như vậy. Khi phát biểu hai định luật đầu, Niuton không mất quá nhiều thì giờ vào việc thể hiện và chứng minh. Song, đối với định luật thứ ba, nhà bác học đã bỏ ra nhiều công sức, vì ông muốn định luật khó hiểu này có sức thuyết phục hơn. Niuton đã “đóng” hai chiếc thuyền tí xíu, hoàn toàn bằng nhau về kích thước và khối lượng, giống hệt nhau về hình dạng. Ông chọn hai thỏi sắt nhỏ bằng nhau, trong đó một thỏi được nhiễm từ, rồi đặt chúng xuống “thuyền”. Xong, nhà bác học đặt hai con thuyền nhỏ này vào một chậu nước. Ông giữ chiếc thuyền có nam châm và buông chiếc thuyền kia. Bị nam châm hút, thỏi sắt đã kéo theo chiếc thuyền tự do trôi về phía đó, và chỉ một lát sau thì hai thuyền đã chập vào nhau. Sau đó, ông lại giữ chiếc thuyền chở sắt lại. Chiếc thuyền có nam châm lại lững thững trôi về phía thuyền này. Nếu không biết trước thỏi sắt nào có từ tính thì có lẽ Niuton cũng không phân biệt nổi. Như vậy thì nam châm hút sắt cũng như sắt hút nam châm. Đến thí nghiệm cuối cùng, ông buông cả hai thuyền ở vị trí đối diện nhau như trước. Lần này cả hai chiếc thuyền cũng tiến tới nhau, va vào nhau rồi dừng lại. Qua thí nghiệm đó, nhà bác học tin rằng lực nam châm hút sắt cũng ngang bằng với lực sắt hút nam châm. Và ông thấy giữa chúng có sự tác động qua lại chứ không phải tác động một chiều. Chính vì vậy mà hai chiếc thuyền mới cùng tiến tới gặp nhau ở giữa chậu. Ông lý luận rằng: “Nếu giữa chúng không có sự tác động qua lại thì chắc là thí nghiệm phải dẫn đến một kết quả khác.”
Định luật về sự tương tác giữa các vật thể đã được ra đời như thế đấy Những động cơ phản lực trên bộ đầu tiên Niuton vĩ đại đã khám phá ra định luật “tác động và phản tác động” vào cuối thế kỷ 17 nhưng trước đó hơn 1500 năm. Heron, nhà khoa học thành Alecxangdri, đã từng biết ứng dụng nó. Heron đun nước trong một chiếc nồi hơi. Để hơi nước không tùy tiện bay đi, ông đậy kín nắp và chỉ cho nó thoát ra hai ống dẫn để chui vào một quả cầu rỗng bằng đồng. Quả cầu này quay quanh hai ống dẫn đó. Từ quả cầu, hơi nước sẽ thoát ra ngoài bằng hai ống tròn uốn cong được gắn đối xứng. Khi nước sôi, hơi nước ùa vào quả cầu rồi phụt ra hai ống phun. Và thế là quả cầu quay quanh trục của nó, ngày cành nhanh. Đó là quả cầu quay nổi tiếng của Heron. Nhưng đáng tiếc là cái động cơ phản lực này của ông hồi đó chỉ có giá trị như một trò chơi khoa học lạ mắt. Do nhân công nô lệ quá rẻ nên thời đó chẳng ai buồn nghĩ tới việc ứng dụng nó vào thực tiễn. Tuy nhiên, khoa học kỹ thuật sau này vẫn không quên nguyên tắc hoạt động của quả cầu Heron. Đó chính là hình mẫu cổ sơ của động cơ phản lực ngày nay. Năm 1686, tác giả của định luật “tác động và phản tác động” đã đề ra một kiểu oto chạy bằng hơi nước. Hơi trong nồi kín phụt về phía sau, còn cả nồi hơi lẫn oto bị đẩy về phía trước. Hai thế kỷ sau, năm 1880, hai người Pháp là Buytxton và Xiequy đã thử nghiệm một chiếc tàu thủy chạy bằng động cơ phản lực. Động cơ gồm hai ông hình trụ chứa chất đốt. Hơi đốt được nén dưới áp suất cao trong một buồng đốt rồi phụt ra phía sau, qua các lỗ thoát có điều chỉnh. Nhưng do sức ép quá lớn, buồng hơi đã bị vỡ. Cũng trong thời gian này, nhà sáng chế Nga Ghexven đã đưa ra đề án một chiếc đầu máy xe lửa chạy bằng phản lực hơi nước. Nhưng do hạn chế về trình độ kỹ thuật ở Nga hồi ấy nên chiếc xe lửa này chỉ mới xuất hiện trên… giấy. Thế nhưng hồi này những loại thuyền phản lực hơi nước cũng có dịp qua lại trên kênh Marin của nước Nga. Tuy nhiên, việc chế tạo động cơ phản lực nói chung hồi này chưa được chú ý. Mãi tới năm 1928 người chủ của một xưởng oto của Đức là Opanh đã thí nghiệm một chiếc oto được trang bị hai động cơ phản lực dùng chất đốt khô. Sau khi chạy được gần 200m với vận tốc 6km/h, chiếc xe ỳ ra vì… đã ngốn hết nhiên liệu. Lần thử sau, nhà sáng chế cao tay hơn, đã lắp vào oto một hệ thống gồm… 24 tên lửa. Thật là tuyệt vời! Bây giờ nó phóng với vận tốc 120km/h và đoạt chức vô địch. Đạt được thắng lợi này, nhà sáng chế táo bạo ấy đã lắp động cơ phản lực vào thuyền và còn dự tính sẽ trang bị cho cả tàu hỏa.
Nhưng sau mấy chục phút vẫy vùng trên mặt nước, chiếc thuyền phản lực của ông đã chui xuống… đáy sông. May mà Opanh thoát chết. Ngày nay, ở Liên Xô người ta đã sản xuất loại oto đua phản lực tuabin giống động cơ phản lực tuabin của máy bay. Oto này đã đạt tới vận tốc 600 – 700km/h. Nhưng nó mới được dùng trong thể thao. Vào mùa hè năm 1956, các báo Pari đã đăng một tin khá “giật gân”: Một người đi chiếc xe đạp nguy hiểm nhất của Pari. Trong bài báo nóng hổi này có đoạn: “Trên quãng đường Elixe, một người trung niên của thủ đô đã cưỡi một chiếc xe đạp kỳ dị và vượt qua tất cả các moto và oto đi trước nó. Anh ta xứng đáng là một người đua xe đạp đáng gờm nhất của thành phố. Trên chiếc xe đạp bình thường của mình, anh đã lắp một động cơ phản lực dùng chất đốt lỏng. Nhưng đứng cách chiếc xe đạp kỳ quái này trong vòng bảy, tám mét là một điều tối nguy hiểm. Người ta gọi nhà sáng chế này là người đi xe đạp lợi hại và ồn ào nhất thế gian. Mỗi khi anh cưỡi lên con ngựa sắt này là cả một góc thành phố vang động bởi tiếng rú của nó.” Hình ảnh chiếc “xe đạp phản lực” này cũng đủ làm cho ta thấy những điều bất lợi khi dùng động cơ phản lực trong ngành giao thông trên bộ. Cũng do những hạn chế trên mà người chỉ dùng động cơ phản lực cho máy bay, tên lửa.
Chương 3: Cây gậy thần của Acsimet Sức mạnh của trí tuệ Không phải vô cớ mà những truyền thuyết quang vinh về Acsimet cách đây hơn hai chục thế kỷ vẫn được lưu truyền đời này qua đời khác. Trong một cuộc tranh luận sôi nổi với vua Hierong ở Xiraquy, Acsimet đã nói: “Hãy cho thần một điểm tựa, thần sẽ bẩy cả Trái Đất!”. Câu nói đầy tin tưởng này hầu như mỗi học sinh phổ thông ngày nay đều biết. Nó nhắc ta nhớ tới người đã khám phá ra một định luật thật đơn giản mà cũng thật vĩ đại. Phitac, nhà văn và nhà sử học Hy Lạp cổ đại (sống vào khoảng thế kỷ thứ nhất) đã kể lại những mẩu chuyện sinh động về sức mạnh trí tuệ lớn lao của nhà bác học đó: “Một vật dù nặng đến mấy cũng có thể chuyển dịch được bằng một lực nhỏ, nếu ta dùng hệ thống đòn bẩy”. Để chứng minh luận thuyết này của mình, Acsimet đã mời nhà vua và nhân dân thành Xiraquy tới chứng kiến việc làm sau đây: Ông ra lệnh cho một đội quân xuống ngồi chen chúc nhau trong một chiếc thuyền ba tầng buồm (loại thuyền to nhất hồi ấy) và còn cho xuống đó thêm nhiều vật nặng mà người ta phải xúm nhau vào mới chuyển nổi. Một hệ thống truyền lực liên hoàn gồm nhiều đòn bẩy, ròng rọc và tay quay được nối liền với chiếc thuyền thử nghiệm. Đoạn, nhà bác học trịnh trọng mời nhà vua đẩy thử vào chiếc cánh tay đòn đặc biệt… Thế là chiếc thuyền khổng lồ nặng hàng trăm tấn ngoan ngoãn chuyển mình trên mặt nước trước hàng vạn cặp mắt kinh ngạc và khâm phục. Từ đó Hierong càng thêm tin tưởng ở con người thần kỳ này. Trước trăm họ và văn võ bá quan, nhà vua đã phán: “Trẫm khuyên thần dân từ nay hãy tin lời Acsimet”. Nhà bác học đã quyết tâm biến cơ học mà những người giàu có thời đó gọi là “nghề thủ công” thành một khoa học thực sự và thiết thực. Lúc đầu người ta cho rằng việc dùng một lực nhỏ để nâng một vật nặng là một điều kỳ lạ, một phép mầu nhiệm khó hiểu. Nhưng Acsimet đã chỉ rõ: Đây không có gì là thần bí, mà chính là những quy luật tự nhiên. Khi làm chủ được những quy luật này thì con người có thể bắt chúng phục vụ mình. Khi còn học ở Alecxangdri (thủ đô của Cổ Ai Cập), người công trình sư Acsimet đã chế tạo được máy hút nước mà người thời đó gọi là “con sên Acsimet”. Những cánh đồng lúa của Ai Cập, La Mã, Hy Lạp… Nhờ những “con sên” máy này đã trở nên xanh tốt màu mỡ quanh năm. Sau đó người ta đã cải tiến thêm và thả “sên” xuống hầm mỏ. Nó có thể hút nước mạch trong lòng đất, cũng như đã từng hút cạn cả một cái hồ lớn.
Là một nhà bác học yêu nước nồng nàn, ông đã dốc toàn tâm sức vào việc chế tạo vũ khí để bảo vệ Tổ Quốc. Nhà vua đã có lần ví các máy móc của ông với con ngựa gỗ thành Toroa. Điều đó có nghĩa là, đối với ông, cơ học đã được ứng dụng một cách thành công vào những mục đích thực tiễn. Cuộc đánh trả mãnh liệt của quân dân thành Xiraquy trước sức tấn công vũ bão của quân La Mã đã làm sáng tỏ điều trên đây. Khi thành phố bị quân thù vây chặt. Acsimet đã cho máy móc của mình xuất trận. Những chiếc máy bắn đá được giấu kín trong thành bất thần phóng đạn. Đạn là những tảng đá lớn, lao vun vút vào đầu giặc… Còn trên mặt biển, đạn đá cũng tới tấp giáng xuống những chiến thuyền quân giặc. Đồng thời, vô vàn những phiến gỗ cong như sừng thú vật từ mặt thành được lao xuống… Quân thù cố kháng cự trên những chiến thuyền sắp đắm thì những chiếc móc sắt được quẳng xuống cặp chặt lấy mạn thuyền, kéo ngược lên cao rồi… thả xuống. Thế là quân xâm lược đã phải bỏ chạy trước những vũ khí cơ học của người kỹ sư thiên tài. Nhưng rồi, do sự phản bội của một nhóm thống trị, thành Xiraquy đã thất thủ. Khi quân giặc tràn vào thành chúng bắt gặp nhà bác học già đang ngồi trước một bàn rải đầy cát với những hình vẽ. Ông đang suy nghĩ để sáng chế ra những vũ khí mới. Khi lưỡi kiếm quân thù đã vung lên trên đầu nhà bác học, ông thét: “Đừng động đến các hình vẽ của ta!”. Và nhà bác học đã ngã gục trên phát minh của mình… Nhân đây, ta hãy thử bàn về chuyện bẩy quả địa cầu của Acsimet. Nếu ông có được một điểm tựa lý tưởng và một hệ thống đòn bẩy cũng thật lý tưởng (tay đòn dài như ý, cứng tuyệt đối và không có trọng lượng) thì phải mất bao lâu ông mới có thể bẩy được Trái Đất lên 1cm. Một nhà bác học Liên Xô đã tính toán cụ thể như sau: Trọng lượng của Trái Đất mà một nhà thiên văn đã “cân” được là sáu nghìn tỷ tỷ tấn! Nếu nhà bác học chỉ dùng lực của mình, tức khoảng 60kg mà thôi thì cánh tay đòn dài phải gấp cánh tay đòn ngắn một trăm ngàn tỷ tỷ lần. Chỉ với một phép tính đơn giản, bạn sẽ thấy: Khi Trái Đất nhích lên được 1cm thì đầu kia của tay đòn sẽ vạch trong vũ trụ một quãng đường vĩ đại là một tỷ tỷ km! Cung này dài gấp 66 triệu lần khoảng cách từ chúng ta đến Mặt Trời! Còn muốn vít được tay đòn này xuống thì cần bao nhiêu thời gian? Giả dụ Acsimet có thể nâng được 60kg lên cao một mét trong một giây (gần bằng một mã lực), thì để nâng Trái Đất lên chỉ một phân mét thôi, ông cũng phải mất 1.000.000.000.000.000.000.000 (1021) giây, tức hơn 3 vạn tỷ năm!!