10 vạn câu hỏi vì sao vật lý

10 vạn câu hỏi vì sao vật lý

31. Vì sao bụi ở phía sau ô tô đặc biệt nhiều?

Trong những ngày thời tiết khô hanh, chúng ta thường nhìn thấy: đằng sau chiếc xe buýt đang bon nhanh bao giờ cũng có bụi cuốn mù mịt. Xe chạy xa rồi, bụi cũng theo đó mà biến mất. Đó là do nguyên nhân gì nhỉ?

Trong tiết mục thế giới động vật trên tivi, ta thường thấy cái cảnh tượng như thế này: trong vùng biển mênh mông ngoài khơi, một con cá voi to lớn bơi đến, đằng sau nó bọt sóng cuồn cuộn trào lên. Còn nếu cá nhỏ đang bơi thì mặt nước không hề gợn bọt sóng. Đó là vì thân mình cá voi rất lớn, chiếm một chỗ rất lớn trong nước. Khi nó bơi về phía trước, chỗ mà nó rời khỏi lập tức sẽ có nước ùa tới. Vì vậy, ở phần đuôi của cá voi thường xuất hiện ngọn sóng lớn. Còn thể tích của cá bé rất nhỏ, nước bổ sung vào chỗ nó rời khỏi cũng rất ít, vì vậy không sao gợn được bọt sóng.

Cùng với nguyên nhân đó, xe buýt cũng chiếm một không gian nhất định. Khi chạy, nó đẩy ra lượng không khí với thể tích như vậy. Khi xe buýt chạy nhanh về phía trước, chỗ mà thân xe vừa lướt qua lập tức có không khí bổ sung vào. Vì vậy, không khí ở hai bên và đằng sau ùa vào chỗ đó, hình thành một luồng xoáy. Xoáy không khí mang theo cát bụi trên mặt đường, bám sát vào đuôi xe. Vì vậy, chúng ta thường thấy bụi tung mù mịt đằng sau xe. Lúc ấy, nếu chúng ta mở cửa sổ sau của xe, không khí sẽ mang bụi ùa thẳng vào trong xe. Vì vậy, cửa sổ sau của xe buýt phần lớn đều bị chốt lại, không mở ra được.

Còn con người khi đi bộ, đằng sau lưng không hề có bụi cuốn theo. Điều đó giống như cá bé đang bơi trong nước không thể gợn lên bọt sóng vậy. Thể tích con người tương đối nhỏ, không khí bị đẩy ra cũng tương đối nhỏ, lại thêm tốc độ đi bộ của người không nhanh như ô tô. Vì vậy, khi chúng ta đi đường không cần phải lo lắng có bụi cuốn theo sau.

Từ khóa : Ô tô; Dòng xoáy.

32. Vì sao nước cũng có thể "chặt sắt như bùn"?

Nước là một chất lỏng, không có hình dạng cố định. Người ta thường dùng câu "tình cảm êm dịu như nước" để hình dung mức độ dịu dàng. Nhưng, các nhà khoa học lại làm cho nước biến thành cứng chắc như "dao", chẳng những được dùng để đào đất, khai mỏ, thậm chí còn dùng để cắt rời thép tấm.

Người ta phát hiện, trong vài phần triệu giây đầu tiên khi dòng nước cao áp phun vào bề mặt của vật thể, áp lực tức thời của nó vô cùng lớn. Con người đã lợi dụng đặc điểm đó của dòng nước cao áp dùng trong khai thác than. Khi bơm cao áp đưa áp lực nước lên cao vài trăm megapascan (MPa) là có thể xói thủng tầng than để than rơi xuống. Dùng bơm đưa nước cùng với than bị xói rời lên cao tới mặt đất. Phương pháp này gọi là khai thác than bằng áp lực nước.

Dùng nước để cắt gọt thép tấm là vấn đề phức tạp rất nhiều so với khai thác than. Vì cường độ giới hạn của thép tấm mỏng có thể chịu đựng áp suất khoảng 700 MPa. Khi đưa áp suất lên cao đến một áp suất như vậy thì thiết bị bịt kín có tốt đến đâu cũng rất dễ bị mài hỏng mà gây ra rò rỉ. Để giải quyết vấn đề bịt kín, các nhà khoa học cho vào trong nước 5% dầu cắt có tính hoà tan. Như vậy vừa có tác dụng bôi trơn, lại vừa nâng cao hiệu quả bịt kín. Đồng thời cũng tiến hành xử lí đặc biệt đối với bơm cao áp bịt kín, rót dung dịch dầu vào trong vòng bịt kín hai lớp, lợi dụng đặc điểm tính dính của dung dịch dầu trở nên rất lớn dưới áp suất cao, đảm bảo tính bịt kín của bơm nước cao áp.

Thứ đến là nước không có hình thái cố định. Vì vậy, sau khi nước từ trong ống phun ra, sẽ lập tức tản ra. Một khi cột nước tán xạ, chẳng những hạ thấp áp lực nước, mà cũng không thể tiến hành cắt gọt một cách chuẩn xác. Thế là các nhà khoa học bố trí cho vào trong nước một ít polome mạch dài polivinyl oxit. Phân tử nước bám lên chất này làm cho dòng nước từ miệng vòi bắn ra dính vào nhau như một sợi chỉ dài, trong một đoạn cự li bắn ra rất dài không hề tản ra, và duy trì được một áp lực mạnh mẽ.

Vấn đề thứ ba gặp phải là do áp lực dòng nước lớn, cường độ chịu lực của miệng vòi so với ống phun phải cao, đồng thời đường kính của vòi phải nhỏ để dòng nước phun ra có thể bắn trúng mục tiêu một cách chuẩn xác không sai lệch. Hiện nay, miệng vòi phun nước áp lực cao được chế tạo bằng những vật liệu như hợp kim cứng cao cấp, ngọc thạch, kim cương, v.v. đường kính miệng vòi chỉ có 0,05 mm. Hơn nữa, vách trong của lỗ phun trơn bóng phẳng phiu, có thể chịu đựng được áp suất dòng nước tới 1700 MPa (17.000 atm).

Dùng nước làm "dao" có nhiều ưu điểm. Trước hết là công dụng của nó rất rộng; thép tấm, đồng tấm, kính, chất dẻo v.v. đều có thể dùng "dao nước" để gia công. Tiếp đến là mặt cắt của vật liệu trơn nhẵn, không có vết sần sùi như kiểu vật liệu bị cưa, cũng không như laze và axetylen làm cho nhiệt độ của phần bị cắt gọt lên cao mà biến dạng. Khi cắt gọt một số vật liệu hoá hợp, sẽ không bốc ra khí độc hoặc sinh ra khói bụi, thậm chí sẽ không làm ẩm ướt vật liệu vì tốc độ xuyên thủng của nước vô cùng nhanh.

Hiện nay một số quốc gia đã đưa công nghệ cắt gọt nước có áp suất cao vào sử dụng thực tế. Theo đà tiến bộ của khoa học kĩ thuật, ứng dụng của "dao nước" sẽ ngày càng rộng rãi. Như dùng "dao nước" để xoá bỏ lớp sơn gốm sứ trên linh kiện, dùng dao nước để đục lỗ và đập nát vật liệu, cọ sạch vật bám lên bề mặt thân tàu và chân vịt, thậm chí còn có thể dùng vào phẫu thuật ngoại khoa nữa.

Từ khóa: Dao nước; Bơm cao áp; Áp suất.

33. Vì sao vận động viên lướt ván đứng trên mặt nước mà không bị chìm?

Khi nhìn thấy vận động viên lướt ván đạp gió rẽ sóng lướt nhanh trên mặt nước, bạn có bao giờ tự hỏi vì sao họ đứng trên ván trượt mà không bị chìm hay không?

Nguyên nhân ở ngay trên tấm ván trượt nho nhỏ ấy. Bạn xem, khi vận động viên đang lướt ván, bao giờ thân mình cũng ngả về phía sau, hai chân chìa ra phía trước dùng sức đạp lên ván trượt, tạo thành một góc hẹp với mặt nước. Khi chiếc ca nô phía trước kéo vận động viên qua sợi dây thừng, anh ta chịu một sức kéo theo hướng nằm ngang. Đồng thời, vận động viên đứng trên tấm ván trượt và dùng sức đạp lên ván hướng về phía trước, anh ta liền thông qua tấm ván đặt lên mặt nước một lực nghiêng xuống dưới; vả lại lực kéo của ca nô đối với vận động viên càng lớn thì lực mà vận động viên đặt lên mặt nước cũng càng lớn.

Vì nước khó bị dồn nén, căn cứ vào nguyên lí lực và phản lực, mặt nước ngược lại sẽ sinh ra một phản lực nghiêng lên trên đối với vận động viên thông qua ván trượt. Chính là cái phản lực này đã đỡ vận động viên không bị chìm xuống. Cố nhiên, thành phần nằm ngang của phản lực này lại trở thành lực cản đối với hướng lướt tới của vận động viên. Lực kéo của ca nô được dùng để khắc phục lực cản này.

Vì vậy, vận động viên lướt ván chỉ cần dựa vào kĩ xảo điều khiển tốt góc nghiêng của ván trượt dưới chân thì có thể lướt nhanh trên mặt nước.

Từ khóa: Lướt ván; Lực; Phản lực.

34. Vì sao trong điều kiện ngược gió thuyền buồm vẫn có thể chạy tới được?

Trên mặt sông gió thổi ào ạt, trời nước một màu, cảnh tượng thuyền bè xuôi ngược, đạp gió lướt sóng, trông thật hùng tráng. Khi ấy, bạn có để ý hay không đến cái cảnh: khi thuyền giương buồm chạy tới, trừ những chiếc xuôi gió lao nhanh, những chiếc ngược gió cũng có thể chạy tới trước. Chúng ta biết rằng, khi thuyền buồm chạy xuôi gió là dựa vào lực của gió đối với cánh buồm, đẩy cho thuyền chạy tới. Nhưng trong điều kiện ngược gió, vì sao thuyền buồm vẫn có thể chạy tới như thường nhỉ?

Thực ra, chạy thuyền trong khi ngược gió cũng là dựa vào động lực của gió tác động lên thuyền. Điều đó đòi hỏi người lái thuyền phải điều chỉnh tốt hướng của thân thuyền và cánh buồm, lợi dụng nguyên lí tổng hợp và phân tích lực một cách khéo léo để cho gió làm ra lực.

Giả thiết có một luồng gió mạnh thổi ngược từ phía trước tới, người lái thuyền thuận thế lần lượt điều chỉnh mũi thuyền và mặt buồm đến hai hướng khác nhau B và P để hứng đón luồng gió ngược này. Gió thổi lên mặt buồm, lực gió W phân tích thành hai lực thành phần thẳng góc nhau là P' và R', trong đó lực thành phần P' thổi lướt lên mặt buồm, không gây ra ảnh hưởng đối với thuyền buồm, lực thành phần R' kia tác động thẳng góc lên mặt buồm. Áp lực chính R' này lại có thể phân tích thành hai lực thành phần A và B thẳng góc nhau và A vừa đúng thẳng góc với thân thuyền. Lực này đẩy thuyền theo hướng nằm ngang.

Do trên hướng nằm ngang, lực cản của nước đối với thuyền rất lớn, nên lực A đẩy thuyền đi ngang cùng với lực cản của nước đối với thuyền triệt tiêu lẫn nhau. Lực thành phần B của R' theo hướng dọc của thuyền. Đó chính là lực cấu thành động lực đẩy thuyền đi tới. Gộp các điều nói trên, khi người lái điều chỉnh thuyền và buồm đúng đến chỗ cần thiết, dưới tác động liên hợp của gió ngược và lực cản, thuyền buồm lại nhận được động lực đi tới. Khi ấy, tuy là thuyền đi tới, song do mũi thuyền nghiêng lệch đi một góc độ, nên nó lệch khỏi hướng đi. Chẳng có gì phải lo về điều đó cả. Đợi cho thuyền chạy được một quãng đường, lại quay mũi thuyền và cánh buồm hướng về phía khác để hứng đón gió ngược thì vẫn có thể nhận được động lực đi tới từ trong gió ngược như cũ. Vì vậy, chúng ta trông thấy các thuyền buồm đều là quành qua quành lại theo hình chữ S và đi tới trong điều kiện ngược gió.

Khi thuyền buồm chạy trong gió ngược, làm thế nào để điều chỉnh thuyền và buồm đến vị trí tốt nhất, nhằm nhận được động lực lớn nhất từ trong gió ngược nhỉ? Thực nghiệm đã chỉ rõ: nếu điều chỉnh mặt buồm đến đường chia đều của góc kẹp giữa gió và thân thuyền thì thuyền buồm có thể nhận được động lực lớn nhất. Song muốn điều chỉnh được như vậy không phải là điều dễ làm. Cái đó phải hoàn toàn dựa vào kinh nghiệm đi thuyền nhiều năm của người lái. Đúng là: đi thuyền ngược gió, không tiến thì lùi.

Từ khóa: Ngược gió; Tổng hợp lực và phân tích lực; Lực thành phần.

35. Vì sao diều có thể bay lên trời xanh?

Trong những lúc gió êm trời đẹp, rất nhiều người đều thích đến ngoại ô hoặc công viên để thả diều. Diều có màu sắc rực rỡ, đủ kiểu đủ dạng bay lượn trên trời xanh, con người và thiên nhiên hoà làm một. Điều đó đối với người thả diều và ngắm diều đều là một loại hưởng thụ đẹp.

Thế thì vì sao diều có thể bay lên trời xanh nhỉ? Nếu bạn chú ý quan sát thì sẽ phát hiện, diều bao giờ cũng đón gió mà bay, và "thân mình" của diều bao giờ cũng nghiêng xuống. Đó là điều mấu chốt làm cho diều có thể bay lên trời cao. Trước hết, diều bao giờ cũng hứng gió mà bay. Gió thổi lên diều sẽ sinh ra một áp suất đối với diều, và áp suất đó thẳng góc với mặt diều. Do mặt diều nghiêng xuống dưới, nên gió thổi tới có áp suất nghiêng lên trên đối với nó. Trọng lượng của diều rất nhẹ, áp suất hướng lên trên của không khí đủ để đưa diều lên trời xanh. Khi gió rất nhỏ, người thả diều thường kéo dây diều chạy nhanh đón gió, hoặc đứng tại chỗ không ngừng giật giật dây diều, lợi dụng sự ghì dây để điều chỉnh độ góc nghiêng xuống dưới của mặt diều. Đó đều nhằm tham gia áp suất hướng lên trên của không khí đối với diều, làm cho diều bay càng cao.

Diều có cái lớn, cái bé, hình dạng cũng đủ kiểu đủ loại. Bên dưới của nó thường còn đính thêm một ít tua hoặc bông giấy làm thành cái đuôi. Nhìn từ góc độ vật lí học, đó là để làm cho trọng tâm của diều chuyển xuống dưới, có thể nâng cao độ thăng bằng của diều, làm cho nó bay càng ổn định thêm.

Từ khóa: Diều; Áp suất; Trọng tâm; Thăng bằng.

36. Vì sao ống khói có thể thải khói ra?

Ống khói là một bộ phận cấu thành quan trọng của các toà kiến trúc. Lịch sử của nó có nguồn gốc từ xa xưa. Vào thế kỉ XI, việc quốc vương Olaf đệ tam nước Na Uy cho xây lò sưởi gắn vào tường có ống khói ở một góc của hoàng cung được coi như một sự kiện lớn và được ghi chép lại. Trong một tu viện miền Tây nước Pháp, đến nay vẫn có thể nhìn thấy 20 cái ống khói hình nhọn thẳng đứng trên nóc nhà bếp chĩa lên trời, hài hoà thống nhất với kiến trúc giáo đường kiểu La Mã cổ xưa. Đó là những ống khói cổ nhất trên thế giới còn lại đến ngày nay.

Chúng ta biết rằng, ống khói được dùng để thải khói ra. Các lò sưởi tường, bếp lò có ống khói thì khi đốt than, đốt củi, khói nhanh chóng bị đẩy ra khỏi nhà, tránh cho người khỏi nỗi khổ sặc sụa vì khói đặc xông vào mũi.

Nguyên lí thải khói của ống khói chẳng có gì phức tạp. Khi đốt lò, không khí trong lò bị nóng giãn nở, mật độ không khí nhỏ đi, liền từ từ bốc lên chui vào ống khói, rồi theo đó mà đi tiếp. Không khí nóng vừa rời đi, không khí trong lò trở nên loãng ra. Thế là không khí bên ngoài lò ùa vào, ùn ùn không ngớt bổ sung đến. Oxi đến làm cho lửa trong lò cháy càng đượm. Cho nên ngoài việc thải khói ra, ống khói còn có chức năng trợ cháy nữa. Lửa hừng hực trong lò làm cho không khí liên tục nóng lên, thúc ép không khí nóng ban đầu tiếp tục đi lên. Khi không khí nóng bị đẩy ra khỏi miệng ống khói rồi, do nó nhẹ hơn rất nhiều so với không khí lạnh xung quanh, nên bị thổi tản ra rất nhanh. Vậy là trong đường ống cấu thành bởi lò và ống khói, hình thành một luồng không khí. Do không khí lạnh không ngừng giãn nở vì nhiệt và không khí nóng không ngừng đi lên mà khói và các loại khí thải bị đẩy ra ngoài.

Nói chung, ống khói càng cao, hiệu quả thông gió càng tốt. Vì trong ống khói tương đối cao thì chất khí có đủ thời gian để khuếch tán, từ đó làm cho mật độ không khí nóng và không khí lạnh càng khác biệt lớn. Theo đà tăng lên của hiệu số áp suất giữa không khí lạnh và nóng, không khí lạnh chui vào trong lò, không khí nóng tuôn ra khỏi miệng ống khói càng thêm trôi chảy, thông suốt.

Tuy nhiên, không phải trong trường hợp nào ống khói càng cao càng tốt. Dòng khí vận hành càng nhanh, nhiệt lượng mang theo cũng nhiều lên, thậm chí vì nhiệt độ hạ xuống quá nhiều khiến cho lò bị tắt ngấm. Vì vậy, khi thiết kế ống khói, phải căn cứ vào tình hình thực tế, thông qua sự tính toán khoa học thì mới đạt hiệu quả cao.

Từ khóa: Ống khói; Giãn nở; Sự lưu thông của không khí.

37. Vì sao nước ga có thể sủi bọt?

Mùa hè, khi bạn nhễ nhại mồ hôi từ bên ngoài trở về nhà, được uống một cốc đồ uống chứa gaz mát lạnh, thì thật là dễ chịu vô cùng. Trong nước gaz có hoà tan cacbon đioxit. Khi rót nước gaz vào trong cốc, trong nước gaz có sủi bọt lên. Đó là nguyên nhân gì vậy?

Thật ra, cái đó có liên quan với cacbon đioxit hoà tan trong đồ uống. Khi điều chế nước gaz, người ta dùng áp suất đủ lớn, buộc cacbon đioxit hoà tan vào đồ uống. Sau đó đóng vào chai, đậy nắp chai bịt kín lại. Khi đem nước gaz ra dùng, nắp vừa mới bật lên, áp suất bên ngoài nhỏ hơn rất nhiều so với áp suất vốn có trong chai, cacbon đioxit bị ép buộc phải hoà tan trong đồ uống mất đi sự gò ép của áp suất, trong phút chốc bay lên, bốc thẳng ra ngoài. Vì vậy, chúng ta nhìn thấy bọt không ngừng sủi lên trong nước gaz, lại còn phát ra tiếng xì xì nữa.

Mùa hè, người ta đặc biệt thích uống nước gaz, chính là vì trong nước gaz chứa nhiều cacbon đioxit. Khi cacbon đioxit được giải thoát ra, nó có thể mang theo nhiệt lượng trong thân thể, làm cho chúng ta chợt cảm thấy mát mẻ, sảng khoái.

Từ khóa: Đồ uống chứa cacbonic; Nước gaz; Cacbon đioxit hoà tan; Áp suất.

38. Vì sao trong ống chứa nước máy có lúc lại phát ra tiếng kêu òng ọc?

Khi bạn dùng nước máy, nếu đột ngột vặn kín vòi, có lúc sẽ nghe tiếng kêu òng ọc phát ra trong ống nước. Rốt cuộc tiếng kêu này là cái gì nhỉ?

Chúng ta biết rằng, nước máy được đưa từ nhà máy nước đến các gia đình, các hộ sử dụng thông qua tăng áp (hoặc tháp nước). Do nước rất khó bị nén, nước sau khi qua tăng áp chảy trong ống nước có một lực xung kích rất lớn. Áp suất nước càng lớn, lực xung kích cũng càng lớn. Khi bạn đột ngột vặn kín vòi lại, dòng nước đang chảy sẽ vì đập vào van trong vòi mà chịu phải phản lực của van, làm cho dòng nước chảy ngược lại, đồng thời sinh ra vùng chân không cục bộ gần cửa van. Do áp suất của vùng này nhỏ hơn rất nhiều so với áp suất nước trong ống nước lại chảy trở lại. Vậy là dòng nước trong ống đập qua đập lại. Nếu sự va đập quá mạnh, bản thân ống nước lại không thể gắn chặt vào tường, liền làm cho ống nước xảy ra chấn động phát ra tiếng òng ọc. Khu vực có áp suất nước càng cao, khả năng xảy ra tình hình như vậy càng lớn.

Để tránh cho ống nước bị chấn động, phát ra tiếng òng ọc, thì khi lắp đặt ống nước, nhất thiết phải gắn ống nước thật chặt vào tường. Nếu như khi bạn dùng nước máy mà gặp phải tình hình này thì hãy mở vòi trở lại, rồi sau đó mới từ từ vặn kín vòi.

Từ khóa: Nước máy; Chấn động; Áp suất nước.

39. Gió lầu cao là gì?

Khi dạo chơi bên cạnh một toà lầu cao gác rộng nhô từ mặt đất lên, bạn thường cảm thấy có từng cơn từng cơn gió bỗng nhiên ập đến. Cường độ gió này không nhỏ, phương hướng đoán không chắc, phần lớn là chuyển động xuôi theo mặt bên và mặt sau của toà kiến trúc. Người ta thường gọi đó là gió lầu cao.

Thế thì nguyên nhân nào lại sinh ra loại gió lầu cao kì lạ này? Để trình bày rõ vấn đề này, chúng ta hãy làm một thí nghiệm nho nhỏ. Tay phải cầm một điếu thuốc lá đang cháy, tay trái giữ một chiếc đũa trên đầu có gắn một bao diêm rỗng. Khi bạn thổi hơi vào bao diêm, có thể nhìn thấy làn khói thuốc lá đang ngoằn ngoèo bay lên bị mặt sau của bao diêm hút lại. Bạn có biết vì sao không? Trên thực tế, đó chính là nguyên nhân hình thành gió lầu cao đấy!

Hoá ra là, khi không khí đang chuyển động, gặp phải sự cản trở chính diện của lầu cao, thì sinh ra một lực cản đối với dòng không khí, làm cho dòng không khí xảy ra biến đổi: tức là ở phía mặt trước của toà lầu, áp suất của dòng không khí tăng lên; còn ở mặt sau của toà lầu, áp suất của dòng không khí lại giảm thấp rất nhiều, từ đó sinh ra nhiều dòng xoáy không quy tắc.Vậy là, xung quanh toà kiến trúc, không khí hình thành lên sự chênh lệch áp suất trước mặt mạnh, sau lưng yếu, do đó mà sinh ra một luồng gió lầu cao thổi dọc theo tường. Cố nhiên dòng không khí áp suất cao ở nơi khác cũng sẽ chuyển động về phía mặt sau của toà lầu cao, cho nên, hướng của gió lầu cao luôn biến đổi, hết sức phức tạp.

Trong thí nghiệm kể trên, sau khi bạn thổi hơi vào bao diêm, áp suất không khí ở mặt sau bao diêm giảm thấp, vì vậy mà khói bị hút về phía đó.

Còn về quần thể kiến trúc của nhiều nhà cao tầng ken vào nhau, giữa toà nhà này và toà nhà khác tạo thành vô số các đường qua lại hẹp, phân bố vô quy tắc. Tốc độ dòng không khí trong những đường qua lại đó rất lớn. Loại chuyển động mạnh mẽ này của dòng không khí làm cho gió lầu cao càng thổi càng mạnh thêm.

Gió lầu cao chẳng những ảnh hưởng tới công tác và sinh hoạt bình thường của con người, mà còn có khả năng nguy hại đến bản thân toà kiến trúc. Theo đà tăng vọt của nhân khẩu thành thị, trong tình hình mật độ tập trung các toà lầu cao thành phố tăng lên thì việc giảm nhỏ ảnh hưởng của gió lầu cao đã trở thành một trong những vấn đề quan trọng của thiết kế kiến trúc.

Thực tiễn chỉ rõ, nếu xây các cao ốc thành một cụm kiến trúc từng toà, từng toà như kiểu bao diêm, tuy giá thành có thấp xuống, hiệu suất sử dụng cao, nhưng nhìn từ quan điểm phòng tránh ảnh hưởng của gió lầu cao thì không thích hợp lắm. Vì vậy, muốn làm yếu ảnh hưởng của gió lầu cao, bố cục của quy hoạch tổng thể cụm cao ốc có tầm quan trọng đáng kể. Cao ốc Kim Mậu nằm trong khu khai thác dịch vụ tiền tệ Lục Gia Chuỷ, thành phố Thượng Hải, cao 420,5 m, tới 88 tầng, là cao ốc đứng thứ ba trên thế giới hiện nay. Nó là một kiệt tác mang phong cách kiến trúc hậu hiện đại. Kiến trúc sư đã khéo léo kết hợp một cách hữu cơ phong cách kiến trúc truyền thống của Trung Quốc với trào lưu kiến trúc hiện đại của thế giới, mặt cao ốc hình răng cưa làm cho gió lầu cao bị chia dòng rất tốt.

Ngày nay, tạo hình và phong cách kiến trúc cao ốc ở thành phố lớn của các nước trên thế giới là muôn màu muôn vẻ, có cao ốc xây theo hình tháp nhọn càng lên càng nhỏ lại, có cái xây nóc theo hình dốc nghiêng về một phía, không đối xứng, có cái bố trí cụm cao ốc thành dạng nhấp nhô trồi sụt. Kiểu tạo hình lạ mắt này có thể nói là có sự độc đáo về mặt kiến trúc, lại còn có thể làm yếu ảnh hưởng của gió lầu cao rất nhiều.

Từ khóa: Gió lầu cao; Sự chuyển động của không khí; Dòng xoáy; Kiến trúc cao ốc.

40. Vì sao dòng nước chỗ lỗ xả của bể nước bao giờ cũng xoáy theo một hướng?

Chúng ta hãy quan sát một hiện tượng kì lạ: khi xả bể nước, xung quanh lỗ xả của bể, nước bao giờ cũng xoáy ngược chiều kim đồng hồ. Cho dù có dùng tay làm cho nước xoáy theo chiều kim đồng hồ một chập thì dòng nước sẽ càng xoáy càng chậm, một lúc sau nó lại xoáy ngược chiều kim đồng hồ như cũ.

Vì nguyên nhân gì vậy nhỉ? Thực ra đó là do Trái Đất tự quay gây ra đấy thôi. Chúng ta biết rằng, Trái Đất luôn tự quay không ngừng. Nó tự quay một vòng mất 24 giờ. Qua tính toán rút ra được: tại bất kì điểm nào trên xích đạo, tốc độ quay từ Tây sang Đông là 0,46 m/s, còn tốc độ quay tại Bắc Kinh là 0,35 m/s. Vì vậy, vật thể ở Bán cầu Bắc, vị trí càng gần phía Bắc thì tốc độ quay theo Trái Đất càng nhỏ. Giả dụ có một dòng nước chảy từ Bắc về Nam, do tốc độ quay từ Tây sang Đông ban đầu tương đối nhỏ, nó sẽ lệch về Tây; còn nếu chảy từ Nam đến Bắc, tốc độ quay từ Tây sang Đông lớn, nó sẽ vì quán tính mà duy trì tốc độ tương đối nhanh ban đầu và lệch về Đông.

Thực ra, nước ở xung quanh lỗ xả của bể nước là từ bốn phương tám hướng ùa lại, nước từ Bắc chảy về Nam thì lệch Tây, từ Nam chảy đến Bắc thì lệch Đông, cuối cùng nước liền xoáy ngược chiều kim đồng hồ. Thử nghĩ xem, những người sống ở Bán cầu Nam sẽ nhìn thấy cái gì? Kết quả quan sát của họ ngược với chúng ta, nước ở xung quanh lỗ xả của bể nước bao giờ cũng xoáy theo chiều kim đồng hồ.

Hiện tượng này đã được nhà vật lí người Pháp Coriolis chú ý đến trước tiên, và tiến hành nghiên cứu toàn diện cả về thực nghiệm lẫn lí thuyết. Người đời sau gọi loại lực hình thành xoáy này là lực Coriolis.

Lực Coriolis có ảnh hưởng nhất định đối với sinh hoạt của loài người. Ở Bán cầu Bắc, bờ bên phải của sông ngòi bị xói mòn tương đối lớn, chính là do lực Coriolis đẩy dòng sông chảy theo hướng ngang. Cũng như vậy, khi tàu hoả chạy dọc theo hướng Nam Bắc, bao giờ cũng là đường ray bên phải bị đập vào lớn hơn. Lực Coriolis còn ảnh hưởng tới chuyển động của không khí trên bề mặt Trái Đất. Dưới tác động của lực Coriolis, trong khí quyển sẽ sinh ra những dòng khí xoáy có năng lượng lớn lao; vòi rồng là một trong những loại đó.

Từ khóa: Lực Coriolis; Xoáy; Sự tự quay của Trái Đất.