Vật lý của một chuyến phóng thuyền

Để thực sự hiểu về một chuyến phóng thuyền, sẽ rất hữu ích nếu bạn hiểu các định luật chuyển động của Newton . Định luật đầu tiên của chuyển động nói rằng một vật có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động hiện tại của nó cho đến khi nó gặp một ngoại lực.

Khi một vật chuyển động, nó có động lượng . Momentum đề cập cụ thể đến khối lượng trong chuyển động. Động lượng của một vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của nó. Vận tốc, giống như gia tốc và lực , là một đại lượng vectơ . Điều đó có nghĩa là nó có cả độ lớn (lượng) và hướng. Mặt khác, tốc độ là một đại lượng vô hướng - nó chỉ có độ lớn.

Động lượng (p) bằng khối lượng (m) của một vật nhân với vận tốc của nó (v), mà chúng ta biểu thị về mặt toán học là:

p = mv

Điều đó có nghĩa là động lượng của một vật tăng khi vận tốc tăng. Điều đó cũng có nghĩa là nếu hai vật có khối lượng khác nhau chuyển động với cùng một vận tốc thì vật có khối lượng lớn hơn sẽ có nhiều động lượng hơn.

Định luật thứ hai của chuyển động liên quan đến gia tốc , đề cập đến tốc độ mà một vật thay đổi vận tốc của nó. Định luật phát biểu rằng gia tốc của một vật tỷ lệ thuận với lực tác dụng lên vật đó và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật đó. Điều đó có nghĩa là bạn càng tác dụng lực lên một vật theo một hướng cụ thể, thì vật đó sẽ chuyển động theo hướng đó càng nhanh. Nhưng nó cũng có nghĩa là một vật có khối lượng lớn hơn sẽ có tốc độ gia tốc thấp hơn một vật có khối lượng nhỏ hơn khi cùng một lực tác dụng lên cả hai.

Chúng ta có thể biểu diễn định luật thứ hai của chuyển động dưới dạng phương trình:

F = ma

Khi bạn lái xe xuống dốc thuyền, cả xe, rơ moóc và thuyền đều chuyển động như một khối cùng nhau với cùng một vận tốc. Nếu bạn phanh gấp, chiếc xe sẽ dừng lại đầu tiên, tiếp theo là rơ moóc gắn vào chiếc xe và cuối cùng là chiếc thuyền. Nếu động lượng của thuyền đủ lớn để thắng lực ma sát giữ nó ở vị trí trên rơ moóc, thì nó sẽ lăn khỏi rơ moóc và rơi xuống nước (hoặc trên mặt đất nếu bạn dừng lại ở vị trí ngắn).

Một khi thuyền chạm nước, chúng ta có một loạt các yếu tố vật lý mới cần xem xét. Điều quan trọng nhất là độ nổi . Lực nổi dùng để chỉ lực hướng lên tác dụng lên một vật thể ở trong chất lỏng. Lực nổi của một vật phụ thuộc vào mối quan hệ giữa trọng lượng của vật đó và thể tích của nước mà nó chiếm chỗ. Lực hướng lên tác dụng lên một vật bằng thể tích của nước mà vật đó dịch chuyển. Nếu lực nổi bằng hoặc lớn hơn trọng lượng của vật thì vật nổi. Trong vật lý, đây được gọi là Nguyên lý Archimedes .

Để thuyền nổi, bề mặt của thuyền phải tiếp xúc với nước để tạo ra lực nổi thích hợp. Nếu chỉ một phần nhỏ của thuyền chạm vào mặt nước, thể tích của chất lỏng bị dịch chuyển sẽ không đủ lớn để chống lại trọng lượng của thuyền và giữ cho nó nổi.

Có những yếu tố vật lý khác khi phóng thuyền. Ví dụ, động cơ của xe bạn phải tạo ra lượng mô-men xoắn phù hợp để đi lên dốc thuyền. Bạn cũng có thể sử dụng kết hợp vật lý và lượng giác để tìm ra độ dốc lý tưởng cho đoạn đường dốc của thuyền. Vì vậy, khi chèo thuyền, hãy nhớ rằng bạn đang thực sự làm khoa học.

Để tìm hiểu thêm về chèo thuyền, hãy ra khơi theo các liên kết bên dưới.

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn

Nguồn