Vì sao các cán búa đều có một độ dài thích hợp?

ngày đăng 17 thg 4, 2022

Các bạn có bao giờ thắc mắc lí do “Vì sao các cán búa thường dùng chỉ có độ dài như thế thôi?” Cắt ngắn cán búa đi một nữa hay tăng gấp đôi chiều dài của nó lên thì có tốt hơn không?

 

hinh-anh-vi-sao-cac-can-bua-deu-co-mot-do-dai-thich-hop-25-0

Hình 1. Người thợ mộc sử dụng búa.

 

Các bác thợ mộc, thợ rèn thường dùng búa, thậm chí cả những cầu thủ đánh bóng chày đều thấy gần ở nơi tay nắm vào cán, nếu không thích hợp thì có thể làm cho tay rung đều có phát, thậm chí rất đau. Vì sao vậy nhỉ? 

 

hinh-anh-vi-sao-cac-can-bua-deu-co-mot-do-dai-thich-hop-25-1

Hình 2. Vận động viên sử dụng gậy bóng chày.

 

Để nói rõ vấn đề này, chúng ta cùng quan sát một hiện tượng khác. Bạn đã xem nghệ nhân kéo đánh đàn nhị chưa?

 

hinh-anh-vi-sao-cac-can-bua-deu-co-mot-do-dai-thich-hop-25-2

Hình 3. Nghệ nhân đánh đàn nhị.

 

Nhìn bên ngoài thì kéo nhị và đập búa không liên quan gì với nhau, nhưng thực ra chúng có điểm chung. Nếu đem phóng đại sự rung động của dây đàn nhị bạn sẽ thấy một hiện tượng rất thú vị. Khi rung động, không phải nơi nào trên dây nhị cũng rung như nhau mà có nơi biên độ rung động rất lớn, đó là điểm rung động cực đại, lại có nơi không rung động. Các điểm không rung động ấy chia dây của đàn nhị thành mấy đoạn, điểm giữa của mỗi đoạn là điểm rung động cực đại; vì sao lại xuất hiện hiện tượng đó?

 

hinh-anh-vi-sao-cac-can-bua-deu-co-mot-do-dai-thich-hop-25-3

Hình 4. Hình ảnh điểm rung động cực đại và cực tiểu trên dây đàn nhị.

 

Đó là vì khi kéo đàn nhị, chiếc cần kéo đã làm dây nhị rung động. Cũng giống như sự truyền lan chấn động trên mặt nước làm hình ảnh sóng nước, sự rung động của dây cung truyền lan trên dây. Khi rung động đó truyền đến một đầu dây nó có thể phản xạ trở lại, tạo thành sóng phản xạ. Thế là trên dây đàn nhị vừa có sóng tới vừa có sóng phản xạ và như vậy mỗi một điểm trên dây đều chịu ảnh hưởng của hai loại sóng. Nếu hai loại sóng đó gây ra dao động hoàn toàn như nhau (cùng pha) thì dao động ở điểm đó đặc biệt mạnh, dùng ngón tay khẽ chạm vào đó, bạn sẽ cảm thấy ngón tay tê đi; còn nếu như hai loại đó sóng gây ra dao động hoàn toàn ngược nhau (ngược pha) thì điểm đó dứt khoát sẽ không có dao động, dùng dùng tay chạm nhẹ vào đó, bạn sẽ thấy nó không rung.

 

Làm rõ sự dao động của dây đàn nhị thì vấn đề độ dài của cán búa cũng nhờ đó mà được giải thích rõ ràng hơn. Khi dùng búa đập vào vật, dao động do đầu búa gây ra cũng truyền lan theo cán búa, khi rung động truyền đến một đầu cán búa; thì cũng tạo thành sóng phản xạ. Mỗi một điểm trên cán búa, dưới sự ảnh hưởng của hai loại sóng cũng sẽ có điểm dao động mạnh nhất và điểm không dao động. Vị trí của các điểm này là xác định, nơi nắm cán búa thích hợp nhất là điểm không dao động vì vậy cán búa phải có một độ dài thích hợp.

 

hinh-anh-vi-sao-cac-can-bua-deu-co-mot-do-dai-thich-hop-25-4

Hình 5. Hình ảnh điểm rung động trên cán búa.

 

Hiện tượng này trong đời sống hàng ngày thường hay gặp. Ví dụ khi một thỏi phấn rơi xuống nó thường đứt thành 3 đoạn, đó là vì điểm đứt gãy chính là điểm dao động mạnh nhất và vị trí của các điểm này là xác định. Từ đó ta suy ra các ví dụ to lớn hơn, những ống khói cao to, những công trình kiến trúc cao tầng, những cây cầu có khẩu độ dài đều có điểm dễ đứt gãy, vì thế khi thiết kế và thi công phải đặc biệt chú ý gia cố những điểm đó. Ngoài ra tay cầm của một số máy móc rung động mạnh như tay cầm của máy kéo đẩy tay, của máy cầm rung, máy khoan … cũng nên đặt vào vị trí không rung động, nếu không sẽ làm cho người sử dụng chóng mệt, thậm chí gây ra tai nạn lao động.

 

Tin Tức Mới

Bình luận

Tin Tức Mới

Nhà tài trợ

Tin tức thú vị