Chuyển động quay đều cũng là chuyển động có gia tốc, tuy độ lớn của vận tốc không thay đổi, nhưng hướng của vận tốc luôn thay đổi. Chính vì thế luôn có một gia tốc hướng tâm giữ vật quay trên quỹ đạo tròn. Tất nhiên, chỉ các vật có khối lượng mới cảm thấy được lực hướng tâm tác động lên nó. Ngoài ra còn có thể có câu hỏi gì hay ho ở đây được nhỉ?
Muốn đi đến câu hỏi bạn hãy bắt đầu bằng một câu hỏi bình thường. Câu hỏi đó có thể hơi ngây ngô. Nhưng bạn có còn nhớ bí quyết mà tôi đã nói: hãy trả lời câu hỏi bằng cách đặt ra các câu hỏi khác. Trong một loạt câu hỏi tiếp sau bạn sẽ có được một số câu hỏi hay. Nhớ đừng quên kinh nghiệm và quan sát của bạn khi đặt câu hỏi. Đó là sự khác biệt mà bạn mang lại cho cuộc sống. Hãy tin tôi đi, sự khác biệt của bạn là vô giá vì nó là duy nhất.
Đừng ao ước bạn trở thành một bản sao giống hệt như Ngô Bảo Châu, hay thậm chí như Albert Einstein hoặc Henri Poincaré. Hãy tin rằng thêm một Einstein sẽ là thừa. Nhưng nếu phải thiếu đi các suy nghĩ khác biệt của bạn, thế giới này sẽ buồn biết mấy. Tôi rất yêu các trí tuệ trác tuyệt, nhưng không bao giờ thần tượng hóa bằng cách cố gắng trở thành bản sao của họ. Sao chép rập khuôn bao giờ cũng là một sự chế nhạo lố bịch đối với nguyên bản.
Cần phải phân biệt việc dũng cảm đặt niềm tin vào suy luận của chính mình với bệnh vĩ cuồng vô căn cứ. Đơn giản chỉ vì tôi và bạn đều sinh ra với một sứ mệnh nhất định. Chúng ta không có thời gian để làm những việc thừa thãi, cho dù vì những danh vọng hão nào đó. Tôi đã học điều đó từ cậu con trai, hồi cậu 7 tuổi. Khi đó tôi đã hỏi cậu có muốn trở thành một người như Andrew Wiles để giải được một bài toán mà nhân loại hàng trăm năm không giải được hay không. Cậu ta hỏi tôi Wiles đã mất bao lâu để làm điều đó. Khi được biết Wiles đã mất 10 năm để giải bài toán Fermat, cậu nói với tôi: Con bận lắm, không có thời gian chỉ làm một bài toán đâu. Tôi cố thuyết phục: Nhưng đây là một bài toán không ai giải được trong hàng trăm năm. Cậu con trai tôi nhún vai: Cũng vậy thôi, con không thể bỏ thời gian vào việc như thế. Thế đấy! Chúng ta có thể bỏ cả cuộc đời theo đuổi một câu hỏi dành cho mình, chứ không tội gì phí thời gian chỉ để được giống bất cứ nhân vật nào, dù đáng kính đến đâu.
Câu hỏi tôi đặt ra ở phần này như sau: Giữa các hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với nhau, có một nguyên lý tương đối như giữa các hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều so với nhau không? Chắc bạn còn nhớ những con tàu chuyển động trên sân ga. Con tàu bên cạnh bạn tăng tốc, nhưng bạn có cảm giác con tàu của bạn đang lùi lại.
Nếu lý luận một cách hình thức theo logic toán học thì dường như phải có nguyên lý tương đối vì một vật chuyển động có gia tốc đối với một nhà quan sát bất kỳ sẽ thấy nhà quan sát chuyển động với cùng một gia tốc theo chiều ngược lại.
Cho đến khi trở thành thầy giáo, bước lên bục giảng ở một trường đại học ở Âu Châu, tôi vẫn còn tin ở thứ lý luận đơn giản như thế và không bao giờ nghĩ rằng mình chẳng hiểu gì về các định luật Newton. Chính vì thế, thời còn sinh viên, tôi đã đọc lướt qua các định luật Newton, nghĩ chúng là hiển nhiên. Tôi đã trả bài như một con vẹt, giải các bài toán khó nhất như một cỗ máy và nhận điểm cao nhất khóa, nhưng kiến thức đó hoàn toàn vô dụng. Được điểm cao, bằng cấp không hề đảm bảo bạn có thể hiểu sâu sắc và đúng đắn những thứ cần học. Sau đó 20 năm, đọc lại các định luật của Newton tôi mới chợt nhận ra mình đúng là "ếch ngồi đáy giếng". Chính việc ngộ nhận vội vã do lười suy nghĩ đã làm tôi đã bỏ qua những điều tinh túy nhất của Isac Newton đã để lại cho nhân loại.
Thực ra, giữa các hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc, còn gọi là hệ quy chiếu phi quán tính, không có sự bình đẳng như giữa các hệ quy chiếu quán tính. Điểm khác biệt giữa hai hệ quy chiếu chuyến động có gia tốc so với nhau ở chỗ luôn có một phản lực ngược chiều với gia tốc tác động lên những người quan sát chuyển động cùng với hệ quy chiếu đó. Trong các hệ quy chiếu mà định luật quán tính của Newton là đúng sẽ không có một lực nào tác động lên người quan sát. Khối lượng chính là nguyên nhân của sự khác biệt đó. Những vật không có khối lượng sẽ không cảm thấy được bất cứ sự khác biệt nào giữa các hệ quy chiếu phi quán tính.
Chính vì vật chất có khối lượng mà Newton đã phải giả thiết có hệ quy chiếu quán tính, trong đó một vật không có ngoại lực tác dụng sẽ đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
Đó cũng là lý do vì sao chúng ta cảm thấy động đất, xe hơi đổi hướng ở chỗ ngoặt và không thể tự mình quay tròn và nói rằng cả thế giới đang quay xung quanh mình. Trong khi đó, chúng ta hầu như không cảm thấy mình đang chuyển động trên một chiếc xe thật êm, chạy thẳng với vận tốc gần như không đổi, hoặc không hề cảm thấy Trái Đất đang chuyển động với vận tốc siêu thanh xung quanh Mặt Trời.
Cũng vì thế, việc Trái Đất xoay quanh Mặt Trời và quanh trục của chính mình không hề tương đương với việc Mặt Trời và cả thế giới quay quanh Trái Đất. Chính điều đó đã làm Copernicus trở nên vĩ đại. Chúng ta cảm nhận được điều đó nhờ có khối lượng. Đối với những vật không có khối lượng, gia tốc sẽ không có ý nghĩa gì.
Chúng ta cùng chuyển động với Trái Đất. Nếu bạn ném một quả bóng lên theo phương thẳng đứng, nó sẽ rơi trở lại chỗ cũ. Một chiếc máy bay bay từ San Francisco sang Hà Nội hết 12 giờ, nếu bay theo chiều ngược lại từ Hà Nội sang Francisco cũng mất 12 giờ bay. Đôi khi người ta nói chiều bay này sẽ lợi được về thời gian, chiều kia thiệt về thời gian. Nhưng đó chỉ là do chênh lệch giờ địa phương.
Người ta có thể sử dụng hiệu ứng Coriolis để phát hiện một hệ quy chiếu đang quay. Nội dung cua hiệu ứng này như sau: Cực Nam và cực Bắc của một vật đang quay thường được quy ước xác định bằng quy tắc bàn tay phải như trong hình sau
Khi đó, một vật có khối lượng chuyển động thẳng trên bán cầu Bắc của vật đang quay sẽ chịu tác động của một lực gọi là lực Coriolis làm chệch hướng chuyển động sang tay phải. Đối với vật chuyển động trên bán cầu Nam, quỹ đạo chuyển động sẽ bị lực Coriolis làm chệch sang tay trái.
Có rất nhiều cách quan sát được tác động của lực Coriolis trên Trái Đất. Chẳng hạn, dưới tác động của lực Coriolis, các xoáy lốc trên bán cầu Bắc sẽ xoáy ngược chiều kim đồng hồ, còn các xoáy lốc trên bán cầu Nam sẽ xoáy theo chiều kim đồng hồ. Bạn hãy xem xoáy lốc trong hình dưới đây xảy ra ở bán cầu Bắc hay bán cầu Nam.
Đúng vậy, đây là xoáy lốc ở bán cầu Bắc, xảy ra ngày 4 tháng 9 năm 2003 ở Iceland, gần nước Anh. Dựa trên điều này, các nhà văn viết truyện trinh thám đã hư cấu ra những câu chuyện người bị bắt cóc quan sát xoáy nước trong nhà vệ sinh để phát hiện ra mình ở bán cầu Bắc hay bán cầu Nam. Thực ra, trong trường hợp đó, lực Coriolis không đủ tạo ra quy luật về chiều của xoáy nước.
Bằng chứng về Trái Đất tự xoay quanh trục của mình còn quan sát được ở quỹ đạo của tên lửa tầm xa không có điều khiển và đạn đại bác tầm xa sẽ bị lệch đi khác nhau ở bán cầu Bắc và bán cầu Nam.
Hiệu ứng Eotvos gắn liền với tên tuổi của nhà vật lý Hungari Eotvos Lorand mà chúng ta đã nhắc tới cũng là bằng chứng về Trái Đất quay. Eotvos Lorand phát hiện ra hiệu ứng này khi phân tích các dữ liệu đo trọng lực Trái Đất do một nhóm nghiên cứu thực hiện trên một số tàu biển trên Ấn Độ Dương, Đại Tây Dương và Thái Bình Dương. Eotvos nhận thấy dữ liệu có xu hướng dịch chuyển lệch về giá trị thấp hơn khi tàu chuyển động về phía đông, và về giá trị cao hơn khi tàu chuyển động về phía Tây. Eotvos đã giải thích được các sai lệch đó là do lực Coriolis gây ra.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét