Tại sao tàu không gian lượn vòng siêu tốc không bị rơi khỏi đường ray?

Tại sao tàu không gian lượn vòng siêu tốc không bị rơi khỏi đường ray?

Trong các trò giải trí, trò chơi khiến người ta có cảm giác mạnh là tàu không gian lượn vòng siêu tốc. Con tàu này có cấu tạo bằng vài xe trượt nối liền nhau. Sau khi hành khách lên tàu thắt dây an toàn, con tàu bị kéo lên vị trí cao, sau đó rời ra khỏi móc kéo. Con tàu trượt trên đường ray khi lên cao khi xuống thấp, sau đó đi vào trong một vòng cuốn lớn cao trên 15m. Tàu càng lúc càng leo lên cao, tiếp đó cả tàu và người cùng lộn ngược và trượt trên đường ray hình vòng cuốn. Khi đó, sẽ có người lo lắng tự hỏi: "Lẽ nào con tàu treo ngược như vậy lại không bị rơi khỏi đường ray?"

Thực ra, con tàu không gian lượn vòng siêu tốc sẽ không bao giờ rơi khỏi đường ray. Bởi vì, vật thể khi di chuyển đều giữ quán tính vận động thẳng không thay đổi. Nếu muốn một vật thể chuyển động theo vòng tròn cần phải cung cấp cho nó một lực thẳng đứng mới làm thay đổi hướng vận động, đó gọi là lực hướng tâm. Khi lực hướng tâm đủ lớn, có thể giữ cho tàu không gian lượn vòng siêu tốc chuyển động theo vòng tròn. Nếu lực này quá lớn, tàu không gian lượn vòng siêu tốc có lực ly tâm và sẽ chuyển động ly tâm. Nếu lực này quá nhỏ, tàu xuất hiện hiện tượng ly tâm. Nếu lực này mất đi tàu sẽ bay ra ngoài theo ương cát tuyến với vòng cung. Lực hướng tâm mà tàu không gian lượn vòng siêu tốc cần có khi cuộn vòng do trọng lực và áp lực của đường ray đối với tàu. Tàu không gian lượn vòng siêu tốc chuyển động trên vòng quay khi đã đạt tốc độ cần thiết sẽ có xu thế ly tâm. Khi đà ly tâm đủ lớn, con tàu sẽ áp chặt lên đường ray, an toàn như khi chạy trên đường bằng. Do vậy, con tàu không bị rơi từ trên đường ray xuống.

Tác phẩm, tác giả, nguồn

  • Tác phẩm: Chuyện vui vật lý
  • Biên dịch: Tuấn Minh
  • Nhà xuất bản Lao Động 2007
  • Ebook: thuvien-ebook.com
"Like" us to know more!