Cách đây ít ngày đã nổi lên vụ việc một chàng trai dũng cảm đã đưa trèo lên mái tôn để đỡ lấy một bé gái đang rơi tự do từ lầu 12 xuống. Rất nhiều bài viết đã tung hô anh chàng trong sự việc này, tuy nhiên ngay sau đó nhiều người sau khi xem lại một góc quay video khác đã cho rằng anh chàng này không thật sự đỡ được đứa bé và đưa ra những lời lẽ trái ngược với trước đó. Thật ra cá nhân mình khi mới nghe tin cũng khá bất ngờ về việc một người đỡ được một một người từ khoảng cách cao đến như vậy, vì đối với mình thì việc này khá là bất khả thi, thế nên việc đỡ hụt đứa bé theo mình là không có gì bất ngờ và chẳng ảnh hưởng đến sự dũng cảm của anh chàng này cả, mình vẫn thấy đây là một hành động tuyệt vời. Sau đó mình đã thử dùng một vài kiến thức vật lý cơ bản hồi cấp 3 để tính toán xem việc tiếp đỡ này liệu có khả thi? Dĩ nhiên đây là những tính toán ước chừng cơ bản để minh hoạ, mình không đảm bảo mọi số liệu sẽ hoàn toàn đúng theo thực tế.
Cơ năng W = Wt max (khi vật ở độ cao tối đa) = Wđ max (khi vật ở đạt vận tốc tối đa) = Wt + Wđ (khi vật ở một vị trí bất kì)
Wđ = 0,5 x 14 x 27.5^2 = 5292 Joule, tương tự như cách tính trên. Như vậy khi va chạm, cơ năng của đứa bé là hơn 15 ngàn Joule. Tuy nhiên đơn vị này sẽ làm cho anh em khó mà hình dung được, do đó mình sẽ đổi thành đơn vị kí lô gram. Sử dụng phương pháp chuyển đổi tương đương (thực ra là trên mạng có mấy công cụ chuyển đổi đó), 5292 Joule sẽ tương đương với khoảng 529,2kg khi đang ở độ cao 1m Hay nói cách khác việc đỡ đứa bé lúc này sẽ tương đương với một trọng lượng nặng hơn nửa tấn đè lên người anh em.
Để tính lực va chạm của đứa bé với anh thanh niên trong trường hợp cơ bản nhất, ta có công thức F=m.v/t với t là thời gian va chạm, và thời gian này thường diễn ra nhanh nên chọn t = 0,1 giây. Từ đó tính được lực va chạm là 3850N.
Như vậy có thể thấy việc đỡ một đứa bé từ độ cao như thế là bất khả thi. Hồi còn nhỏ mình được đọc một cuốn sách vật lý vui, trong đó cũng nêu lên trường hợp một trái dưa hấu nhưng khi thả từ một độ cao, hoặc quăng nó với một vận tốc lớn thì sức công phá của nó không khác gì viên đạn đại bác vậy. Qua đây cũng là bài học cảnh báo cho những anh em nào nhà có con nhỏ nên đảm bảo an toàn và để ý đến trẻ hơn nhé.
Quan điểm của mình là anh chàng kia và cả đứa bé đã cực kì may mắn khi không va chạm trực tiếp với nhau, thay vào đó đứa bé đã rơi vào mái tôn và nhờ lực đàn hồi cũng như cơ tính của tôn đã phần nào làm giảm tác động lên đứa bé. Việc đánh giá rằng đỡ hụt thì không còn ý nghĩa là rất sai, vì mình nghĩ rằng anh ta đã biết hậu quả nhưng vẫn leo lên tìm cách đón em bé xuất phát từ lòng dũng cảm. Anh em nghĩ sao về vấn đề này, mời chia sẻ nha.
Một số số liệu cần để tính toán:
- Khối lượng m đứa bé (Vật rơi): Theo mình tìm hiểu thì khối lượng tiêu chuẩn của một bé gái 3 tuổi sẽ đạt khoảng 13,9kg. Trong trường hợp này mình sẽ chọn 14kg cho tròn số, dễ tính toán.
- Khoảng cách rơi h: Tài liệu về quy định chiều cao của một tầng nhà theo pháp luật có nêu rõ từng trường hợp cụ thể, tuy nhiên mình chọn chiều cao mỗi tầng trung bình là 3.4 mét, như vậy khoảng cách rơi sẽ là 3.4x12=40.8 mét. Tuy nhiên bé gái không tiếp đất mà rơi xuống một mái tôn. Cho mái tôn này cách mặt đất 3 mét, như vậy khoảng cách rơi sẽ là 40.8-3=37,8 mét.
- Gia tốc rơi tự do g hay còn gọi là gia tốc trọng trường g của Trái Đất có thể chọn là 9.8 hay 10 m/s^2. Mình chọn 10 để tròn số.
- Bỏ qua sức cản không khí, xem đứa bé là một vật rơi cơ bản.
Cơ năng W = Wt max (khi vật ở độ cao tối đa) = Wđ max (khi vật ở đạt vận tốc tối đa) = Wt + Wđ (khi vật ở một vị trí bất kì)
Tính năng lượng bằng thế năng Wt
Công thức tính Wt = m.g.h, chọn mốc thế năng nằm ở mái tôn. Lúc này chúng ta đã có đủ số liệu để ráp vào công thức Wt = 14 x 10 x 37,8 = 5292 (Joule)Tính năng lượng bằng động năng Wđ
Tính bằng động năng thì hơi phức tạp hơn một chút: Wđ = 0,5.m.v^2. Chúng ta thiếu v là vận tốc. Để tìm v ta có v = g.t, với t là thời gian rơi. Lại tìm t, ta có công thức quãng đường rơi h = 0,5.g.t^2, từ đó t = sqrt(2.h/g). Ráp h và g ta có t = 2,75 giây. Như vậy đứa bé đã rơi gần 3 giây trước khi va chạm. Tiếp tục thế số vào ta có vận tốc v lúc va chạm là 27,5 m/s.Wđ = 0,5 x 14 x 27.5^2 = 5292 Joule, tương tự như cách tính trên. Như vậy khi va chạm, cơ năng của đứa bé là hơn 15 ngàn Joule. Tuy nhiên đơn vị này sẽ làm cho anh em khó mà hình dung được, do đó mình sẽ đổi thành đơn vị kí lô gram. Sử dụng phương pháp chuyển đổi tương đương (thực ra là trên mạng có mấy công cụ chuyển đổi đó), 5292 Joule sẽ tương đương với khoảng 529,2kg khi đang ở độ cao 1m Hay nói cách khác việc đỡ đứa bé lúc này sẽ tương đương với một trọng lượng nặng hơn nửa tấn đè lên người anh em.
Để tính lực va chạm của đứa bé với anh thanh niên trong trường hợp cơ bản nhất, ta có công thức F=m.v/t với t là thời gian va chạm, và thời gian này thường diễn ra nhanh nên chọn t = 0,1 giây. Từ đó tính được lực va chạm là 3850N.
Như vậy có thể thấy việc đỡ một đứa bé từ độ cao như thế là bất khả thi. Hồi còn nhỏ mình được đọc một cuốn sách vật lý vui, trong đó cũng nêu lên trường hợp một trái dưa hấu nhưng khi thả từ một độ cao, hoặc quăng nó với một vận tốc lớn thì sức công phá của nó không khác gì viên đạn đại bác vậy. Qua đây cũng là bài học cảnh báo cho những anh em nào nhà có con nhỏ nên đảm bảo an toàn và để ý đến trẻ hơn nhé.
Quan điểm của mình là anh chàng kia và cả đứa bé đã cực kì may mắn khi không va chạm trực tiếp với nhau, thay vào đó đứa bé đã rơi vào mái tôn và nhờ lực đàn hồi cũng như cơ tính của tôn đã phần nào làm giảm tác động lên đứa bé. Việc đánh giá rằng đỡ hụt thì không còn ý nghĩa là rất sai, vì mình nghĩ rằng anh ta đã biết hậu quả nhưng vẫn leo lên tìm cách đón em bé xuất phát từ lòng dũng cảm. Anh em nghĩ sao về vấn đề này, mời chia sẻ nha.
