1.Hiện tượng quen thuộc khi hành khách di chuyển trên các phương tiện giao thông.
Giả sử một hành khách ngồi trong toa tàu hoả, mặt quay về phía tàu chạy. Trong khi tàu chuyển động thẳng đều thì người này không cảm thấy chuyển động.
- Khi tàu hỏa tăng tốc : lúc đó anh ta cảm thấy mình bị một lực đẩy về phía sau. Điều này được giải thích :
- Đối với HQC không quán tính gắn với tàu : anh ta chịu tác dụng của lực quán tính
qt
F = - m a hướng về phía sau (với a là gia tốc của tàu).
- Đối với HQC quán tính : Người trong toa tàu gắn với ghế bởi lực ma sát, chính lực ma sát này giữ anh ta trên ghế. Phần trên của cơ thể có khuynh hướng giữ nguyên chuyển động thẳng đều sẽ đi chậm hơn cái ghế đang chuyển động nhanh dần cho nên người bị ngả về phía sau… Theo cách giải thích này thì không có lực quán tính đặt vào người gây ra chuyển động tương đối của anh ta mà do khuynh hướng giữ nguyên chuyển động theo quán tính khi tàu chuyển động nhanh dần.
Đó cũng là hai cách giải thích khác nhau, nhưng chúng ta nhận thấy rằng việc đưa vào lực quán tính để giải thích các chuyển động tương đối sẽ thuận lợi và rõ ràng hơn.
- Khi tàu hỏa giảm tốc: lực quán tính F=−ma xuất hiện hướng về phía trước. Lúc đó anh ta cảm thấy mình bị một lực đẩy về phía trước.
- Khi tàu chuyển động theo đường vòng :
Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng
Ta biết rằng, một chuyển động theo đường tròn ngay cả với tốc độ không đổi cũng là chuyển động có gia tốc. Gia tốc hướng tâm
Rv v
aht = 2 sẽ càng lớn nếu tàu hỏa chuyển động càng nhanh và bán kính chỗ vòng cáng nhỏ. Trong trường hợp này, HQC gắn với tàu trong thời gian tàu vòng là HQC không quán tính có chuyển động tròn nên xuất hiện lực quán tính ly tâm tác dụng lên hành khách trong tàu hoả Flt = mw2.R. Dưới tác dụng của lực này hành khác có cảm giác như bị đẩy về phía ngoài đường vòng.
Thông thường, tác dụng của lực ly tâm trong tàu hỏa tàu điện, ô tô là tương đối nhỏ, gây ít khó chịu. Tuy nhiên, khi chuyển động nhanh trên đường vòng, lực ly tâm có thể đạt đến giá trị lớn và gây nguy hiểm đến tính mạng. Xảy ra trong các trường hợp máy bay bay vòng gấp ngoặc.
2.Hiện tượng định vị thăng bằng ở tai người
Bình thường cơ thể của chúng ta giữ được thăng bằng cũng như định vị trong không gian là nhờ một bộ phận chức năng gọi là tiền đình ốc tai. Trong tai có ba vành khuyên (bố trí theo ba chiều không gian), bên trong có chất dịch chuyển động. Nhờ vào đó mà cơ thể giữ được thăng bằng, tư thế định vị trong không gian.
Nếu như ta làm động tác “xoay bồ bồ” nghĩa là quay vòng tròn xung quanh mình vài vòng, ta sẽ thấy mọi vật đều quay, sau đó không giữ được thăng bằng nữa và ngã nhào, kèm theo cảm giác chóng mặt, đau đầu. Lý do là khi ta quay, HQC gắn với ta là HQC không quán tính, nên làm xuất hiện lực quán tính ly tâm tác dụng lên hệ thống dịch trong ốc tai. Dưới tác dụng của lực này, hệ thống dịch trong ốc tai có xu hướng bị đẩy ra ngoài, gây rối loạn tiền đình ốc tai. Lúc này cơ thể không còn định hướng được nữa và bị ngã nhào.
Trường hợp với động tác “thụt dầu” nghĩa là ta đứng lên, ngồi xuống nhiều lần với tốc độ nhanh, khi ấy HQC gắn với ta là HQC không quán tính có chuyển động thẳng. Trong HQC này, hệ thống dịch chịu tác dụng của lực quán tính có phương không đổi nhưng chiều thay đổi liên tục. Triệu chứng xảy ra tương tự như trên nhưng trường hợp này là hiệu ứng chuyển động theo chiều thẳng đứng.
3. Chuyển động ly tâm
Chuyển động ly tâm là chuyển động có thực dù xét trong HQC quán tính hay xét trong HQC quay.
Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng
Ta hãy xét thí dụ : một vật đặt trên bàn quay. Khi bàn quay nhanh đến một mức nào đó thì vật sẽ văng ra ngoài , tức là chuyển động ly tâm. Cả người quan sát trên mặt đất lẫn người quan sát đứng trên bàn đều thấy vật chuyển động ly tâm. Chỉ có sự giải thích chuyển động ly tâm của hai người quan sát là khác nhau :
- Người quan sát đứng trên mặt đất giải thích : vật chuyển động ly tâm là do lực ma sát nghỉ cực đại nhỏ hơn lực hướng tâm cần thiết để giữ cho vật chuyển động tròn cùng với bàn. Đối với người quan sát này thì vật không chịu lực ly tâm và lực ly tâm không tồn tại.
- Còn người quan sát đứng trên bàn quay giải thích : vật chuyển động ly tâm là do lực ly tâm tác dụng vào vật lớn hơn lực ma sát nghỉ cực đại.
Tuy nhiên vẫn có người hiểu sai là bất kỳ vật nào chuyển động tròn đều cũng chịu lực ly tâm. Sai ở chỗ người đó không chỉ rõ vật được xét trong HQC nào, HQC quán tính hay HQC quay.
* Chuyển động ly tâm có nhiều ứng dụng: