RSS

Sự phức tạp của chuyển động lăn

15 Jul

Thí nghiệm của Galileo đối với một quả cần lăn trên máng nghiêng bốn thế kỉ trước đã phủ định quan niệm của Aristotle cho rằng vật rơi tự do (hoặc lăn) với một tốc độ không đổi. Đó là một trong những ví dụ sớm nhất về việc sử dụng thí nghiệm để phát hiện và kiểm chứng những giả thuyết giải thích cho các quan sát.

Khi vật lăn không cứng nhắc mà lại linh hoạt, thì hành xử của chuyển động lăn trở nên phức tạp hơn và thường trái ngược với dự đoán. Đó là điều mà sinh viên của Viện Công nghệ Massachusetts khám phá trong những thí nghiệm gần đây.

Christophe Clanet, giáo sư tại École Polytechnique ở Pháp và là giảng viên được mời đến MIT năm 2008, thử thách các sinh viên tốt nghiệp ở đây cải tiến những nghiên cứu của Galileo ở thế kỷ 17. Một nhóm sinh viên đến với ý tưởng lăn những chiếc vòng đàn hồi.

Chiếc vòng đàn hồi, khoảng 2 inch đường kính và làm bằng chất liệu giống cao su, được đặt đứng và bị dẹp đi đôi chút thành hình oval do tác dụng của trọng lực. Để nghiên cứu chuyển động lăn của nó, các sinh viên đặt những chiếc vòng trong một cái ống thép hình trụ, cỡ 1 foot đường kính. Sau đó cho cái ống trụ quay như bánh xe của con hamster.

Một người có thể dự đoán rằng khi mà chiếc vòng bắt đầu quay, nó sẽ trở nên tròn hơn vì lực li tâm đã làm giảm tác dụng của lực hấp dẫn. Tuy nhiên thay vì vậy, chóp của chiếc vòng ngày càng lõm xuống, tạo thành hình quả đậu. Nếu tốc độ lăn đủ nhanh, phần chóp và phần đáy của chiếc vòng sẽ chạm nhau.

Trong khi chuyển động tự quay quanh trục sẽ làm cho hình dạng của chiếc vòng trở nên tròn hơn, thì đó lại không phải là lực duy nhất xuất hiện trong quá trình chuyển động. Cần phải xét thêm năng lượng tích trữ trong sự kéo dãn và biến dạng của chiếc vòng, vả cả ở sự ảnh hưởng lẫn nhau của các lực.

Kenneth Chang

Nguồn The New York Times

Người dịch: Lê Hoàng Nam (VPAC)

Advertisements
 
Leave a comment

Posted by on July 15, 2011 in Home, Kiến thức

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: