Ứng dụng kiến thức vật lý học về lực cản trong đời sống
MỤC LỤC
Sức cản khí động lực học
Xét theo khía cạnh năng lượng và động lượng, có thể chứng minh rằng lực trên đơn vị diện tích, do một chất lưu tác dụng vào một vật nhúng chìm là tỉ lệ với đại lượng ,(trong đó là khối lượng riêng của chất lưu và v là tốc độ tương đối của dòng chảy). Hệ số cản CD có tính đến phần đóng góp tương đối của lực cản nhớt và của lực cản do hình dạng, và nó phụ thuộc bản chất của vật (kích thước, hình dạng và sự nhẵn, hoặc không đều đặn của mặt) cũng như vào các đặc trưng của dòng chảy. Tuy nhiên, bằng cách thay đổi hình dạng và sự xoay hướng thân mình, trong lúc rơi, người nhào lộn có khả năng làm tăng hoặc giảm độ lớn của lực cản, do đó, chọn lựa một cách có hiệu quả tốc độ cuối cùng bằng cách thay đổi hệ số cản và diện tích mặt trước.
Trong các môn thể thao như bơi, đua xe đạp hoặc trượt băng tốc độ - trong đó năng lượng của chuyển động hoàn toàn do vận động viên cung cấp – một điều đặc biệt quan trọng là giữ cho lực cản được hết sức nhỏ. Vận động viên bơi lội chuyển động chậm hơn trong nước (tốc độ đua kỉ lục đều dưới 5 dặm/h) nhưng họ phải chịu sức cản thủy động lực quan trọng, vì khối lượng riêng và độ nhớt tương đối cao của nước. Người ta thấy rằng những chỗ nhô ra tương đối nhỏ như khóa giầy bốt, rổ (lưới) của gậy ski, và dây phanh, và cái đai ốc trên xe đạp đều là nguồn tạo ra các cuộn xoáy và lực cản khí động lực đo được.
Đầu vận động viên cũng là nguồn của một vài cuộn xoáy, thành thử một số người trượt tuyết hoặc đua xe đạp thường đội mũ có hình giọt lệ, để tạo ra nhiều dòng khí thuôn hơn trong không khí quanh đầu họ. Nếu chất lưu thu được một thành phần vận tốc vuông góc với phương ban đầu của nó, do kết quả tương tác của nó với một vật nhúng chìm, thì vật phải tác dụng một lực vào chất lưu để cho nó một gia tốc theo phương ấy. Thí dụ, nếu một quả bóng đá được sút sao cho điểm chạm bóng ở bên phải tâm – làm cho quả bóng quay ngược chiều kim đồng hồ, nếu nhìn từ trên xuống – thì nó sẽ đi cong từ phải sang trái ; nếu cú sút đặt vào bên trái tâm, thì quả bóng đi cong sang bên phải.
Chính vì thế mà đối với người bạt bóng thuận tay phải, thì làm cho quả bóng bay ngược chiều kim đồng hồ dễ hơn là cho quay theo chiều kim đồng hồ (khi nhìn từ trên xuống) ; điều trái lại, là đúng cho người thuận tay trái. Như vậy, hiệu ứng Magnus, kết hợp với sự trớ trêu của giải phẫu người làm cơ sở cho sự thao tác của các tổ hợp đa dạng của những người phát bóng và đập bóng chày, thuận tay trái, thuận tay phải, nó là điểm chủ chốt trong chiến lược đánh bóng chày. Đó là quả bóng “đi lên” ; tuy nhiên, quả bóng không thật sự đi lên, khi bay – vì sức người không tạo nổi một phép quay đủ làm cho lực đẩy lên thắng được trọng lượng quả bóng chày – mà chỉ là vì quả bóng không rơi nhiều như khi nó chỉ chịu tác dụng của riêng trọng lực, nên nó cho ta ảo giác là đi lên.
Quay đằng đầu, và quay ngược cũng quan trọng trong tenit (quần vợt) : sự quay ngược (tạo ra sức đẩy hướng lên) có xu hướng kéo dài đường bay của một quả bóng tenit, trong khi sự quay đằng đầu (tạo ra lực đẩy hướng xuống) lại có xu.
Sự hoàn chỉnh hiệu năng cho phòng Hòa Nhạc
Với mục đích của ta ở đây, bạn chỉ cần biết rằng sóng điện từ là một dạng của chuyển động sóng và sóng này mang theo năng lượng cường độ bức xạ I phát ra từ một vật bất kì phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của vật đó, tuân theo hệ thức, gọi là định luật Stefan – Botzmann. Những khí đó mà ta gọi là “khí nhà xanh” (nhà kính) có hai tính chất then chốt : chúng cho truyền qua các bức xạ có bước sóng rất ngắn như bức xạ Mặt Trời, và hấp thụ mạnh các bức xạ có bước sóng dài như bức xạ phát ra từ Trái Đất (Bức xạ phát ra từ Trái Đất – cũng như bất kì vật nào khác ở nhiệt độ phòng – gọi là năng lượng nhiệt). Hơn nữa, một mô hình thực tế cũng phải xét tới sự thay đổi cường độ Mặt Trời theo vĩ độ các dòng đối lưu gây ra do hiệu nhiệt độ giữa xích đạo và hai đia cực, địa hình bề mặt, hiệu ứng của các đám mây, sự tương tác giữa các đại dương, khí quyển, đất, các khối băng.
Một số loại động cơ máy bay phản lực có thể được chọn, nhưng dùng chúng ở mặt đất ảnh hưởng đến môi trường do tiếng ồn, nhiệt và khí thải.Có khả năng là dùng hệ đẩy bằng từ,đáng chú ý là động cơ đồng bộ tuyến tính. Do tính huyền bí của từ lực mà xưa kia và cả ngày nay người ta vẫn tìm kiếm các tác động của từ trường lên cuộc sống con người và các sinh vật khác.Trong nhiều trường hợp người ta tin rằng đã tìm được hiệu ứng nhưng không thể nào lập lại được. Đồ chơi thường được sử dụng để minh họa nhiều nguyên lí vật lí cơ học : một tên lửa nước có thể được dùng để chứng minh sự bảo toàn động lượng, trong lúc đó một xe đua hay một xe xích bánh nóng có thể được giải thích khi dùng định luật bảo toàn năng lượng.(1) Tuy nhiên tiểu luận này chỉ giới hạn trong việc thảo luận một số đồ choi dính dáng đến từ học và ánh sáng.
Những nghiên cứu của bà bao gồm việc xử lí và tối ưu hóa các tính chất của sợi quang trong thông tin, có liên quan chặt chẽ đến việc sản suất chúng.Bà tích cực tham gia vào việc tuyên truyền khoa học kĩ thuật cho phụ nữ và những người nhỏ tuối. Một lượng thông tin khổng lồ - tín hiệu lên tiếng, tín hiệu hình, và số liệu – có thể truyền đi nhanh chóng và hiệu quả từ địa phương này đến địa phương khác bằng cách dùng một mạng sợi quang học phát triển chưa từng thấy. Mặc dù đây chỉ là một sự mô tả rất sơ sài để hiểu một hệ thống liên lạc bằng sóng sáng hoạt động như thế nào, nhưng cũng cho thấy những ý tưởng cơ bản : thông tin được chuyển thành xung ánh sáng, xung này được truyền đến một khoảng cách nào đó nhờ sợi quang, sau đó được truyền trở lại thành thông tin.
Nhũ tương trên mặt của kính ảnh nói chung là có độ dày khoảng 6 mm ; như vậy kính ảnh ghi được khảng 20 mặt vì đó là một ảnh toàn phần “khối” nên nó có tác dụng giống như một tinh thể tia X với nhiều mặt nguyên tử và thể hiện sự nhiễu xạ Bragg. Khi chúng đến kính ảnh từ hai phía khác nhau, như cho thấy trên hình 3, chúng ta có được ảnh toàn cảnh phản xạ (ảnh Denisyuk ) dùng một laser hồng ngoại hay một laser YAG có một tần số gấp đôi, với một năng lượng 1 jun trong thời gian nhỏ hơn 1 s,người ta có thể chụp ảnh toàn cảnh của người đang hoạt động hoặc những vật đang chuyển động. Các phân tử quang học ảnh toàn cảnh có thể được tạo ra bằng quang học hay như máy tính, lĩnh vực này của quang học nhiễu xạ được dùng như một đầu phát hiện (HUD) trong máy bay , trong các thấu kính tiếp xúc hai tròng, trong các máy quét và trong các quang phổ kế có năng xuất phân giải cao.
Hiện bà là giám đốc Trung tâm nghiên cứu laser thuộc trường Đại học Tổng hợp Nam California, Garmire tốt nghiệp khoa vật lí của Đại học Harvard năm 1961, bảo vệ luận án tiến sĩ ở Viện kĩ thuật Massachussette năm 1965 về quang học phi tuyến dưới sự hướng dẫn của nhà vật lí được giải thưởng Nobel C.H Townes. Những ứng dụng của laser liên quan mật thiết đến tính chất kết hợp này.Thí dụ ánh sáng có số pha hoàn toàn xác định có thể chuẩn trực qua kính viễn vọng để áp dụng chẳng hạn trong việc quan sát và liểm tra hoặc có thể hội tụ lại trên một điểm khá nhỏ ở đó cường độ đạt được rất cao. Các quảng cáo nghệ thuật và thương mại như hình ảnh nổi của Trái Đất trên bìa tại chí National Geographic (Địa lí quốc gia) ra tháng 12 năm 1998, con dấu in trên thẻ tín dụng, đã cho phép nhiều người thường nhìn thấy được hình ảnh nổi.Trong khoa học và thuật hô – lô graphi đuợc dùng dể do những biến dạng của vật.
