Ứng dụng Vật Lý lớp 10: Đặc nhiệm Việt Nam leo tường theo phương vuông góc

Chỉ dùng một thanh tre dài, các đặc nhiệm Việt Nam có thể leo tường nhanh thoăn thắt theo phương vuông góc với mặt tường, điều tưởng chừng bất khả thi.

Video leo tường bằng sào tre của lực lượng cảnh sát đặc nhiệm Việt Nam do tài khoản Sadam Alan chia sẻ trên YouTube hôm 2/3 thu hút hơn 96.000 lượt xem, theo Wired. Nhóm đặc nhiệm trong video gây ấn tượng mạnh với kỹ thuật điêu luyện, sức mạnh, tốc độ, độ chính xác trong từng động tác. Tuy nhiên, cơ chế vật lý đằng sau kỹ thuật đặc biệt này đang là chủ đề được các nhà khoa học quốc tế quan tâm.

“Điều gì thế này? Không còn nghi ngờ gì nữa, họ đã làm được. Nhưng bằng cách nào?” Rhett Allain, giáo sư vật lý tại Đại học Southeastern Lousiana, Mỹ, trao đổi trên tạp chí Wired. Để giải thích hiện tượng này, giáo sư Allain thiết lập giản đồ lực phân bố trên sào tre. Ông đặt giả thiết các chiến sĩ đặc nhiệm Việt Nam di chuyển đủ chậm để tổng các lực đặt lên họ được coi là cân bằng.

Tổng các lực tác dụng lên chiến sĩ leo trên tường được biểu diễn trong Hình 1.

1. Biểu diễn tổng các lực tác dụng lên chiến sĩ leo trên tường. Ảnh: Wired.

Các lực này bao gồm trọng lực mg trong đó m là khối lượng của chiến sĩ đặc công, g là gia tốc trọng trường. Ba lực còn lại gồm lực đẩy của sào tre Fp, phản lực của tường N, và lực ma sát Ff.

Trong điều kiện cân bằng, hợp lực theo phương nằm ngang và theo phương dọc phải bằng không. Điều đó đồng nghĩa với việc thỏa mãn hệ phương trình:

Từ đây có thể thấy lực đẩy của sào tre có cả hai thành phần dọc và ngang với biên độ phụ thuộc vào góc tiếp xúc của thanh tre với mặt đất. Với giả thiết lực ma sát tĩnh tỷ lệ với độ lớn của phản lực Ff=µsN, lực đẩy của thanh tre có thể được viết lại như sau:

Giả sử chiến sĩ có trọng lượng 70 kg và  hệ số ma sát µs = 0,7, giáo sư Allain biểu diễn lực đẩy cần thiết theo góc tới của thanh tre (Hình 2).

Kết quả cho thấy chúng ta cần một lực ban đầu chỉ lớn hơn trọng lượng của người leo một chút (khoảng 1000 Newton với người 70 kg) khi thanh tre gần như song song với mặt đất. Khi chiến sĩ bắt đầu leo lên tường, lực này giảm dần tới góc 50o vì thành phần dọc của lực đẩy tăng lên. Ở góc cao hơn, lực đẩy lại tăng do lực ma sát lúc này giảm. Tại góc 90o, lực đẩy bằng chính trọng lượng của chiến sĩ.

Như vậy, kỹ thuật leo tường bằng thanh tre tưởng chừng rất không khả thi lại được các chiến sĩ đặc nhiệm Việt Nam thực hiện dựa trên những tính toán khoa học hoàn toàn hợp lý.

Mọi sự vật, hiện tượng xảy ra trong thế giới này đều là ứng dụng của Vật Lý

Theo: Vnexpress

1232 Views