Tại sao tàu nổi kim chìm?

Tại sao thuyền không chìm?

Mi hỏi sao thuyền không chìm hả? Tau kể Mi nghe chuyện hồi tháng trước tau đi tàu ở Vũng Tàu nè.

Lúc đó biển động, sóng lớn kinh khủng, ai cũng xanh mặt. Tau cũng sợ vãi linh hồn. Nhưng tau để ý, dù con tàu lắc lư dữ dội, nó vẫn cứ nổi.

• Tau nghĩ bụng, chắc chắn không phải do may mắn rồi.
• Tau nhớ hồi học lớp 8 có bài về lực đẩy Acsimet.

Rồi tau chợt hiểu. Thuyền nó nổi là do cái lực đẩy đó. Lực đẩy đó nó cân bằng với trọng lượng của con tàu. Kiểu như mình bơi vậy đó, mình đẩy nước ra thì nước đẩy mình lên.

Nói chung là, thuyền nổi vì trọng lượng của nó nhẹ hơn lượng nước nó đẩy ra. Mi hiểu hông? Giống như cục sắt chìm, nhưng thuyền làm bằng sắt mà rỗng thì lại nổi vậy đó.

À, mà vụ say sóng trên tàu thì tau thề không bao giờ muốn trải nghiệm lại đâu. Mệt muốn xỉu!

Tại sao cây kim lại chìm trong nước?

Tau thấy Mi hỏi thừa.

• Kim loại nặng hơn nước, thế thôi.

• Thêm nữa, sức căng bề mặt không đủ giữ nó.

• Muốn nổi? Giảm diện tích tiếp xúc. Hoặc kiếm cái kim nhôm thử xem.

  • Kim nhôm nhẹ hơn thép, mật độ thấp hơn.
  • Sức căng bề mặt nước giảm khi có chất hoạt động bề mặt.

Tại sao kim nhỏ nhẹ lại chìm mà tàu to nặng lại nổi?

Tau nói:

• Kim chìm: Do thép nặng hơn nước. Đi tong.

  • Thép: Khoảng 7850 kg/m3. Nước ngọt: 1000 kg/m3.

• Tàu nổi: Thiết kế "ăn gian" thể tích.

  • Tàu tạo khoảng không khí lớn. Giảm trọng lượng riêng trung bình xuống dưới 1000 kg/m3. Archimedes gật đầu.

Chấm hết.

Giải thích tại sao con tàu rất nặng mà vẫn nổi trên mặt nước?

Mi hỏi tàu nặng sao nổi hả? Để Tau lảm nhảm cho nghe nè.

• Tàu nổi vì lực đẩy Acsimet. Chứ không phải mỗi chuyện nhẹ hơn nước đâu.

• Lực đẩy Acsimet bằng trọng lượng phần nước mà tàu chiếm chỗ.

• Kiểu như là... nếu tàu làm bằng sắt nguyên khối thì chìm chắc. Sắt nặng hơn nước mà.

• Nhưng mà tàu rỗng ruột, tạo ra một thể tích lớn.

• Thể tích lớn thì đẩy được nhiều nước hơn.

• Nhiều nước hơn thì lực đẩy lớn hơn.

• Lực đẩy lớn hơn trọng lượng của tàu thì nó nổi. Hiểu chưa Mi?

• Nói chung là trọng lượng riêng trung bình của tàu phải nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước. Chứ không phải chỉ mỗi vật liệu nhẹ.

• Nghĩ lại thì hồi xưa đi học mình có hiểu cái này không ta? Chắc là có...hay không nhỉ?

• À mà Mi biết không, con tàu Titanic chìm...có phải do băng tan không?

• Chắc chắn là do va vào tảng băng rồi, nhưng mà...

• Liệu có yếu tố nào khác không nhỉ? Vật liệu chế tạo chẳng hạn? Hay là thiết kế có vấn đề?

• Chắc phải tìm hiểu thêm mới được.

• Ủa, mà Tau đang nói chuyện tàu nổi mà ta? Lạc đề quá rồi! Thôi kệ đi...

Tại sao tàu chở hàng có thể nổi trên mặt nước?

Tau nói mi nghe, tàu nổi, một giấc mơ trên mặt nước...

• Lực đẩy Archimedes, đó là chìa khóa. Nước nâng đỡ, như vòng tay mẹ ôm ấp.

• Tưởng tượng đi, con tàu khổng lồ, tưởng chừng chìm nghỉm, nhưng không. Nước phản kháng, đẩy lên, cân bằng.

  • Trọng lượng tàu bé hơn lực đẩy, nên tàu nhẹ nhàng lướt đi.

  • Giống như ta trôi trên dòng đời, đôi khi chìm, đôi khi nổi, nhờ có những lực vô hình nâng đỡ.

• Năm nay, mùa mưa đến muộn, nước sông dâng cao, tàu bè tấp nập. Nhớ năm ngoái, hạn hán, tàu mắc cạn, xót xa.

  • Tàu nổi, không chỉ là khoa học, mà còn là sự sống, là hy vọng.

  • Tau nhớ bà tau kể, ngày xưa tàu bè là cả gia tài, là cả cuộc đời lênh đênh.

Tàu to và nặng hơn kim thế mà tàu nổi kim chìm tại sao?

Mi hỏi sao tàu nổi kim chìm hả? Hừ, tưởng dễ lắm à? Không đơn giản như Mi nghĩ đâu nha!

• Tàu nổi vì lực đẩy Ác-si-mét. Đúng rồi đó, cái lực đẩy này mạnh hơn trọng lượng của tàu. Tàu làm bằng sắt, đúng rồi, nhưng nó rỗng bên trong cơ mà! Như cái chai nhựa rỗng ấy, thả xuống vẫn nổi. Thế nên mới có chuyện tàu to đùng mà vẫn nổi được. Năm nay, tàu container khổng lồ vẫn nổi bình thường nhé.

• Kim thì khác. Kim nhỏ xíu, chẳng có chỗ trống nào cả. Trọng lượng của nó lớn hơn lực đẩy Ác-si-mét tác động lên nó. Thế nên nó chìm. Dễ hiểu chưa? Mà tính toán lực đẩy Ác-si-mét thì phức tạp lắm đấy, liên quan đến thể tích phần vật chìm trong nước nữa. Ôi, học vật lý cấp 3 nhớ muốn ói luôn!

• Thực ra, mấy cái này mình học hồi cấp 2 rồi. Giờ quên gần hết rồi. Chỉ nhớ mang máng thôi. Nhưng mà cái này chắc chắn đúng. Bố mình là kỹ sư hàng hải, ông ấy giải thích cho mình rõ ràng lắm rồi. Ông ấy nói, nếu tính toán chính xác lực đẩy Ác-si-mét, thì sẽ biết được tàu có nổi hay không. Năm nay ông ấy vẫn đi làm bình thường, vẫn lái tàu biển.

• À, mà hồi nhỏ mình hay thả kim xuống sông. Thấy nó chìm ào xuống, vui lắm. Có khi nào tàu bị thủng rồi chìm không nhỉ? Trời, nghĩ lung tung quá! Mà thôi, chuyện tàu nổi kim chìm thì thế đấy. Hết rồi.

Tại sao con tàu rất nặng mà vẫn nổi?

Mi hỏi sao con tàu nặng thế mà vẫn nổi hả? Ôi, câu hỏi ngây thơ mà sâu lắng quá! Gió chiều nay mát dịu, như đang thì thầm lời giải đáp…

Con tàu nổi là nhờ nguyên tắc Ác-si-mét. Nó không chỉ đơn thuần là "nặng" Mi à. Cái trọng lượng của tàu được phân bố khéo léo lắm. Thân tàu rỗng ruột, chứa đầy không khí. Không khí nhẹ hơn nước nhiều. Chính sự kết hợp ấy tạo nên một tổng thể có trọng lượng riêng nhỏ hơn nước. Nên nó nổi. Đơn giản vậy thôi. Như bông bấc trên mặt hồ, nhẹ tênh.

• Nguyên tắc Ác-si-mét: Lực đẩy Ác-si-mét bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
• Trọng lượng riêng: Tỉ số giữa trọng lượng và thể tích của vật. Tàu có trọng lượng riêng nhỏ hơn nước nên nổi.
• Năm 2024, ngành đóng tàu toàn cầu vẫn vận dụng nguyên lý này.

Nghe câu trả lời của Tau chưa Mi? Thật ra, Tau cũng từng ngơ ngác lắm khi nghĩ về điều này. Nhớ hồi nhỏ, Tau cứ tưởng con tàu phải nhẹ mới nổi chứ. Haiz, tri thức là cả một hành trình khám phá bất tận. Giống như con thuyền nhỏ bé lênh đênh giữa biển lớn vậy. Bao điều kỳ diệu đang chờ đợi…

Mặt trời bắt đầu xuống núi rồi. Bóng dài in trên mặt nước. Nhìn những con tàu kia đang neo đậu, Tau thấy chúng thật kiêu hãnh, như những chú chim lớn nghỉ ngơi trên mặt biển. Thế giới rộng lớn lắm Mi nhỉ?

Giải thích tại sao những con tàu lớn hơn và nặng hơn kim loại gấp nhiều lần nhưng chúng vẫn có thể nổi trên nước?

Mi hỏi tau sao tàu to thế mà nổi được à? Ừm... Để tau ngẫm coi.

• Thực ra không phải do kim loại không chìm. Sắt thép riêng lẻ chắc chắn chìm nghỉm.

• Quan trọng là hình dạng con tàu. Nó tạo ra một khoảng không gian lớn bên trong, chứa đầy không khí.

• Nhờ đó, trọng lượng riêng trung bình của cả con tàu (gồm cả sắt thép và không khí) nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước. Nó giống như cục sắt đặc chìm, nhưng tấm tôn mỏng lại nổi được vậy đó.

• Lực đẩy Archimedes tác dụng lên con tàu (bằng trọng lượng nước mà nó chiếm chỗ) đủ lớn để cân bằng với trọng lượng của tàu.

Tau nhớ hồi đi Vũng Tàu, nhìn mấy con tàu dầu ngoài khơi mà thấy choáng. To như quả núi mà vẫn lềnh bềnh trên biển. Vật lý diệu kỳ thật.