Ứng dụng hiệu ứng Coriolis giải thích một số hiện tượng tự nhiên

Nước ta ở bán cầu Bắc khi dòng nước chảy vào lỗ thoát nước xung quanh chỗ đó nước luôn luôn chuyển động xoáy theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Kể cả khi ta khuấy nước cho nước chuyển động theo chiều ngược lại thì nước sẽ chảy chậm dần và cuối cùng lại chuyển động theo chiều cũ. Những cơn bão ở Bắc bán cầu trong quá trình di chuyển cũng chuyển động xoáy ngược chiều kim đồng hồ. Nhưng ở Nam bán cầu thì các hiện tượng trên hoàn toàn ngược lại. Nguyên nhân của các hiện tượng đó là do hiệu ứng Coriolis gây ra.

1. Hiệu ứng Coriolis

Hiệu ứng Coriolis là hiệu ứng xảy ra trong các hệ qui chiếu quay so với các hệ quy chiếu quán tính. Nó được thể hiện qua hiện tượng lệch quĩ đạo của những vật chuyển động trong hệ qui chiếu này. Sự lệch quĩ đạo do một loại lực quán tính gây ra, gọi là lực Coriolis. Lực Coriolis được xác định bằng công thức sau:

F = - 2m[v ^ w]

Với v là véctơ vận tốc tương đối của vật.

w là véctơ vận tốc góc của hệ qui chiếu quay. 

^ là tích véctơ.

2. Giải thích hiệu ứng

Giả sử có một vật thể chuyển động thẳng đều, trong một hệ quy chiếu quán tính, từ tâm đĩa ra mép đĩa, sẽ được quan sát thấy như chuyển động cong trong hệ quy chiếu gắn với đĩa đang quay(xem hình 1). Nếu một vật chuyển động dọc theo đường bán kính theo chiều rời xa trục quay của hệ qui chiếu thì sẽ chịu tác động của một lực theo phương vuông góc với bán kính và theo chiều ngược với chiều quay của hệ. Còn nếu vật chuyển động về phía trục quay thì lực sẽ tác động vào vật theo chiều quay của hệ quy chiếu. Điều này nghĩa quay về ngược chiều quay của hệ qui chiếu. Còn nếu như vật được thả lăn tự do về phía trục thì là nếu vật được thả lăn tự do theo phương của bán kính, theo chiều ra phía ngoài, thì nó sẽ sẽ ngược lại.

Hình 1

Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời, đồng thời Trái Đất chuyển động tự quay quanh trục của nó. Hệ quy chiếu gắn với Trái Đất là hệ quy chiếu phi quán túnh, do đó các vật chuyển động trên Trái Đất cũng chịu ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis. Hiệu ứng này khó cảm nhận được, do chuyển động quay của Trái Đất rất chậm. Nó chỉ xuất hiện trong các quá trình kéo dài, hoặc tác động vào những vật chuyển động nhanh, hay các vật "tự do" tức là tổng các lực tác động lên nó là nhỏ cỡ độ lớn của lực Coriolis.

3. Kiểm chứng hiệu ứng Coriolis

Con lắc Foucault, đặt tên theo nhà vật lý người Pháp Léon Foucault, là một thí nghiệm để chứng tỏ rằng Trái Đất đang tự quay quanh trục của nó; và là một hệ quả của hiệu ứng Coriolis cho chuyển động trong hệ quy chiếu quay.

Hình 2

Vào năm 1851, nhà khoa học người Pháp Léon Foucault đã sử dụng một dây thép dài 68 m để treo một quả cầu sắt nặng 31 kg từ mái vòm của nhà thờ Panthéon và tác dụng một lực ban đầu, cho nó lắc đi lắc lại. Để đánh dấu quá trình chuyển động của quả cầu, ông đã cho gắn một kim nhọn vào quả cầu và cho vẽ một vòng tròn trên cát ẩm ở mặt đất phía dưới chuyển động của quả cầu. Quả cầu đã để lại những vệt của đường đi khác nhau sau mỗi chu kỳ chuyển động chậm chạp và quỹ đạo này đã chỉ ra rằng Trái Đất quay tròn xung quanh trục của nó. Tại đường vĩ độ đi qua thành phố Paris, đường chuyển động của con lắc đã thực hiện một vòng quay thuận chiều kim đồng hồ cứ sau 30 giờ. Tại Nam Bán Cầu, đường đi đó ngược chiều kim đồng hồ, và tại xích đạo, nó không quay tròn chút nào. Tại Nam Cực, những nhà khoa học ngày nay đã xác nhận chu kỳ của đường đi của con lắc là 24 giờ.

4. Giải thích một số hiện tượng tự nhiên

4.1. Sự xói mòn bờ của các con sông

Các con sông (chính xác là nước sông) là các vật chuyển động đối với quả đất nên chịu ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis. Giả sử một dòng sông ở Bắc bán cầu chảy dọc theo kinh tuyến Trái Đất từ Bắc xuống Nam. Vận tốc kéo theo của bất kỳ điểm nào của Trái Đất hướng theo tiếp tuyến của vĩ tuyến với chiều từ Tây sang Đông.

Hình 3

Ngoài vận tốc tương đối của hạt nước còn có vận tốc kéo theo nói trên. Khi chuyển động từ Bắc xuống Nam chúng đi từ vĩ tuyến này đến vĩ tuyến khác có bán kính lớn hơn và vì vậy vận tốc kéo theo không ngừng tăng lên nhưng không thay đổi chiều (từ Tây sang Đông). Ngoài ra do chuyển động quay của Trái Đất. Vận tốc tương đối sẽ thay đổi phương trong không gian, xoay từ Tây sang Đông. Điều đó dẫn tới chỗ là các hạt nước được gia tốc và như vậy là có lực tác dụng theo chiều của gia tốc(hình 3). Lực này xuất hiện do sức ép của bờ tây tức là bờ phải của con sông lên nước. Nhưng theo định luật về sự cân bằng của lực tác dụng và phản lực nước sẽ ép lên bờ phải với một lực như vậy và dần dần xói mòn nó. Ở Bắc bán cầu, khi xuôi theo dòng nước thì bờ tây bị xói mòn, còn ở Nam bán cầu khi xuôi dòng nước thì bờ đông bị xói mòn.Như vậy đến đây ta có thể giải thích được tại sao các con sông chảy dọc theo kinh tuyến lại có hiện tượng bên bồi bên lở. Trong trường hợp vừa xét vận tốc tương đối nhỏ nên lực Coriolis cũng nhỏ nhưng tác dụng liên tục và lâu dài của nó dẫn tới kết quả đáng kể.

4.2. Sự lệch hướng gió.

Bằng ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis ta cũng giải thích được vì sao ở Bắc bán cầu gió thổi lệch về bên phải so với hướng giảm của áp suất, còn ở Nam bán cầu thì gió lệch về bên trái.

Hình 4

Nếu từ một miền nào trên bắc bán cầu có luồng gió thổi về phía cực bắc, nghĩa là luồng gió này tiến về những vùng vĩ tuyến có vận tốc dài nhỏ hơn so với nó, do vậy gió thổi tới các miền ở phương bắc không theo chiều bắc mà theo chiều Đông - Bắc. Càng xa điểm xuất phát bao nhiêu thì thành phần “phương đông” càng lớn bấy nhiêu. Đối với ngưòi quan sát ở trên mặt đất thì hiện tượng này trông như thể có một lực nào đấy tác động từ phía tây về phía đông. Lực này chính là lực Coriolis. (hình 4)

4.3. Sự hình thành, di chuyển của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới ở nước ta.

a. Giải thích cơ chế hình thành của các cơn bão.

Ở trên chúng ta đã biết, dưới ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis ở Bắc bán cầu, gió thổi có xu hướng lệch về phía đông. Nước ta nằm ở Bắc bán cầu, tại các vùng biển lực Coriolis làm cho gió bề mặt trong vùng xoáy luôn có chiều ngược với kim đồng hồ.Các cơn bão ở Bắc bán cầu luôn có dạng xoáy ngược chiều kim đồng hồ, còn ở Nam bán cầu thì ngược lại.Bây giờ chúng ta sẽ giải thích để làm rõ điều đó thông qua sơ đồ hình 5.

Hình 5

Bão gây ra do các tâm áp thấp ở ngoài biển tức là có một vùng áp suất thấp, không khí xung quanh sẽ chạy dồn về đó, biến thành gió và biển động. Các mũi tên màu đỏ chỉ thị sự dồn về tâm của không khí. Như trên ta nói các vật thể chuyển động trên Trái Đất ở bán cầu Bắc chịu tác động của lực Coriolis hướng sang bên phải, vậy lực Coriolis tác động lên các phần tử không khí có hướng như mũi tên đen. Chính sự sắp xếp đó buộc không khí vừa chạy vào trong vừa bị kéo sang phải, khiến bão có dạng hình xoáy ngược chiều kim đồng hồ.Bão ở Nam bán cầu sẽ có dạng ngược lại, tức là quay theo chiều kim đồng hồ.

b. Hướng di chuyển của các cơn bão, áp thấp nhiệt đới ở nước ta.

Chuyển động của một cơn bão bao gồm hai dạng chuyển động thành phần khác nhau. Đó là chuyển động xoáy của gió bề mặt, có tốc độ gió được biểu thị bằng “sức gió” và chuyển động tịnh tiến của toàn bộ vùng xoáy hay cũng chính là tốc độ di chuyển của “mắt bão” có tốc độ biểu thị bằng tốc độ di chuyển của áp thấp nhiệt đới hoặc bão. Hướng di chuyển tịnh tiến của toàn bộ vùng xoáy được gọi là hướng di chuyển của bão.

Tại các vùng biển ở Bắc bán cầu như nước ta, do ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis sinh ra do chuyển động tự quay của Trái Đất, gió bề mặt trong vùng xoáy luôn có chiều ngược với chiều kim đồng hồ (như đã nói ở mục a). Do đó, hầu hết các cơn bão có ảnh hưởng đến vùng biển nước ta đều hình thành từ trung tâm Thái Bình Dương, vượt qua Philipin đi vào biển Đông. Trừ một vài trường hợp đặc biệt, các cơn bão (hoặc áp thấp nhiệt đới) đều có hướng di chuyển chủ đạo là từ phía Đông(Đông Nam - Đông Bắc) sang phía Tây ( Tây Bắc - Tây Nam). 

Hình 6

Tại một thời điểm nào đó tưởng tượng trãi một đường thẳng đi qua tâm bão theo hướng di chuyển của bão thì đường thẳng ấy sẽ chia vùng bão thành hai nữa, “bên phải (nửa phía bắc, nếu bão di chuyển từ Đông sang Tây) và bên trái (nửa phía Nam). Ở nữa bên phải tốc độ gió mạnh hơn, phạm vi ảnh hưởng của gió mạnh hơn, mưa và sóng biển cũng dữ dội hơn so với nữa bên trái. Do đó, sức tàn phá của cơn bão ở nữa phía Bắc bao giờ cũng mạnh hơn ở nữa kia. Sở dĩ có hiện tượng đó là do ở nửa bên phải, chiều của gió xoáy trùng với chiều di chuyển của bão nên tốc độ gió tổng cộng là lớn hơn. Còn ở nữa bên trái thì ngược lại(xem hình 6), tàu thuyền ở nửa bên phải rất dễ bị cuốn vào vùng gần trung tâm là nơi có sức tàn phá của bão

Tương tự như vậy: nếu tàu hỏa chạy theo hướng từ Nam ra Bắc thì đường ray bên phải sẽ bị nghiến rất mạnh. Đường Bắc - Nam cũng như vậy, làn đường Ôtô đi từ Nam ra Bắc thì bánh bên phải sẽ làm đường bị lún nhiều hơn, còn đi từ Bắc vào Nam thì ngược lại.

        Với lực coriolis, các luồng gió trên Bắc bán cầu sẽ thổi lệch về phía phải, nghĩa là có khuynh hướng theo chiều kim đồng hồ. Những dòng hải lưu cũng theo chiều kim đồng hồ. Tuy nhiên, lốc xoáy, dòng xoáy khi xả nước qua lỗ thoát nước lại ngược chiều kim đồng hồ.

* Chiều của các luồng gió, các dòng hải lưu: Nhưng khi có một vùng áp thấp, các dòng chảy các luồng gió đều chảy về điểm này. Các luồng này đều lệch ra phía ngoài tâm của vùng áp thấp. Khi các luồng gió này gặp nhau tại tâm, chúng sẽ tương tác với nhau để tạo thành dòng xoáy. Khi các dòng xoáy nho nhỏ đã hình thành, thì các lường gió sau đó, ngoài lực coriolis làm lệch hướng ra ngoài tâm, lại còn thêm một lực do dòng xoáy được hình thành trước đó tác động thêm. Tác động dây chuyền này làm cho dòng xoáy ngày càng lớn, và càng mạnh hơn. Vì thế, gió thì theo chiều kim đồng hồ, nhưng lốc xoáy lại ngược chiều kim đồng hồ

Tổng hợp từ Internet

Sự bắt mồi của loài dơi

     Chúng ta biết loài dơi có cái đầu giống chuột. Nó treo ngược thân mình trong hang, ngày ngủ, đêm đi kiếm môi. Chúng ta thường không ưa loài dơi, nhưng loài dơi là loài thú có ích, nó có khả năng bắt bướm và muỗi trong bóng đêm, làm giảm thiệt hại cho cây trồng và sức khỏe con người.

Điều khiến ta thấy kì lạ là loài dơi có thể bay lượn thoải mái trong bóng đêm và còn có thể bắt được mồi, ngay cả trong hang tối. Cả đàn dơi bay lượn trong bóng đêm mà không va vào nhau, hoặc va vào vách đá, vật cản. Phải chăng loài dơi có thị lực phi thường?

Theo một nghiên cứu của các nhà khoa học như sau: trong một gian phòng có vây lưới đánh cá, mắt lưới còn nhỏ hơn sải cánh của dơi, dơi phải thu mình mới có thể chui qua mắt lưới. Người ta bịt mắt dơi và thả cho nó bay. Mặc dù đã bịt mắt, dơi vẫn bay lượn thoải mái mà không bị vướng lưới.

      Thực hiện tiếp thí nghiệm bằng cách bịt tai dơi lại và cho nó mở mắt bay trong phòng tối. Lầm này, dơi như một gã mù, thỉnh thoảng lại lao vào lưới có lúc rơi xuống đất. Qua đó có thể thấy rằng dơi không nhìn bằng mắt, mà nó xác định đường bay nhờ vào tai. Nhưng, trong phòng rất yên lặng, tấm lưới không hề phát ra tiếng động nào. Vậy tiếng động dơi nghe được phát ra từ đâu?

Các nhà khoa học để cho mắt và tai dơi mở tự nhiên, nhưng lại bịt mồm nó khiến nó không kêu được. Dơi chở thành gã câm, nó lại va vào các vật cản trên đường bay. Thử nghiệm cho thấy, dơi dùng đồng thời cả miệng và tai để xác định hướng bay.

     Qua nghiên cứu các nhà khoa học biết được loài dơi có thể phát ra sóng âm mà tai người không nghe được, tần số của sóng âm này trên 20.000Hz, được gọi là siêu âm (con người chỉ nghe được âm thanh có tần số trong khoảng từ 16 - 20.000Hz). Sóng siêu âm tuy vượt qua phạm vi nghe của tai người, nhưng nhiều động vật vẫn nghe được. Sóng siêu âm có tính phương hướng rất mạnh, nó giống như khi ta quét đèn pin, khi gặp vật cẩn, giống như ánh sáng gặp gương chắn sẽ phản xạ trở lại.

     Miệng của dơi là một thiết bị phát sóng siêu âm, cứ cách quãng, một khoảng thời gian lại phát ra một lần. Sóng siêu âm gặp vật cản sẽ phản xạ trở lại. Tai của dơi là một dạng thiết bị bắt sóng siêu âm cực nhạy, nó sử dụng sóng siêu âm để phân biệt xem con mồi có phải là loài côn trùng ăn được hay không. Điều này cho thấy trong cơ thể dơi tồn tại hệ thống cảm giác âm thanh hoàn thiện, dựa vào đó loài dơi có thể "nhìn" thấu mọi vật.

ĐIỆN TÍCH

     Nếu bạn chải tóc vào ngày có thời tiết khô hanh, bạn có thể tạo ra tia lửa điện. Ở mức độ lớn hơ là chớp rất quen thuộc với mọi người. Tất cả các hiện tượng đó chỉ là biểu hiện đơn giản nhất của một lượng lớn điện tích được chứa trong các vật bao quanh chúng ta và cả trong chính cơ thể chúng ta.

     Mọi vật trong thế giới quanh ta mà ta nhìn thấy được và sờ mó được chứa một lượng rất lớn điện tích; tuy nhiên điều đó thường bị che giấu vì vật chứa một lượng như nhau của hai loại điện tích: điện tích dương và điện tích âm. Vì sự cân bằng đó của điện tích, vật được gọi là trung hòa điện; nghĩa là tổng điện tích của vật bằng không và vật không tương tác với các vật khác. Nếu hai loại điện tích không cân bằng nhau vật có tổng điện tích khác không và có thể tương tác với vật khác, và chúng ta có thể nhận biết có sự tồn tại của điện tích tổng của vật. Ta nói một vật được tích điện là biểu thị nó có một sự không cân bằng về điện tích hoặc vật có điện tích tổng khác không.

     Các vật tích điện tương tác bằng cách tác dụng lực lên nhau. Để chứng tỏ điều đó, trước hết ta hãy tích điện cho một thanh thủy tinh bằng cách cọ xát một đầu của nó vào mảnh lụa. Ở các điểm tiếp xúc giữa thanh và lụa, một lượng nhỏ điện tích đã được chuyển từ vật này sang vật khác, làm mất đi sự trung hòa điện của mỗi vật.

     Bây giờ nếu ta treo thanh bằng một sợi chỉ và đưa một thanh thủy tinh thứ hai, cũng được tích điện bằng cách tương tự đến gần như hình bên, hai thanh sẽ đẩy nhau. Tuy nhiên, nếu ta cọ xát một thanh vào chất dẻo vào tấm lông thú và đưa lại gần thanh đang treo, hai thanh sẽ hút nhau.

     Ta có thể hiểu được hai thí nghiệm chứng minh đó nhờ các điện tích dương và âm. Khi thanh thủy tinh được xát vào lụa, thủy tinh mất một số điện tích âm và do đó có một lượng nhỏ điện tích dương không được cân bằng. Khi thanh nhựa được xát vào lông thú, thanh nhựa thu được một lượng nhỏ điện tích âm không được cân bằng. Hai thí nghiệm chứng minh dẫn đến điều sau:

     Các điện tích như nhau là các điện tích cùng dấu; các điện tích khác nhau ngược dấu. Cách gọi "dương" và "âm" cũng như dấu của điện tích đã được Bejamin Franklin chọn một cách tùy ý. Ông cũng dễ dàng đảo tên gọi hai loại trên hoặc dùng một cặp tên gọi đối ngược nào khác để phân biệt hai loại điện tích.

     Sự hút và đẩy giữa các vật tích điện có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, trong đó có phun sơn tĩnh điện và phủ bột, thu gom tro bay trong ống khói, in bằng tia mực và photocopy. Hình bên cho thấy một hạt mang nhỏ trong máy photocopy Xerox được bao bởi các hạt bột đen, được gọi là toner, dính vào nó nhờ các lực tĩnh điện. Các hạt toner tích điện âm cuối cùng bị hút từ hạt mang sang hình ảnh tĩnh điện dương của tài liệu cần chụp được tạo trên một trống quay. Sau đó một tờ giấy tích điện sẽ hút các hạt toner từ trống và nhờ nhiệt chúng được làm chảy tại chỗ để tạo thành bản sao.

Theo Halliday

Bài toán săn mồi của cá điện Electrophorus

Cá điện (Electrophorus) ẩn náu trong các sông ở Nam Mỹ, giết các con cá bằng cách phóng ra các xung điện. Cách phát ra dòng điện bằng các pin sinh học được gọi là các bản điện. Đó là các nguồn điện sinh học. Các bản điện của cá điện Nam Mỹ được sắp xếp thành 140 dãy, mỗi dãy chứa 5000 bản điện, trải dài theo thân cá.  Mỗi bản điện có suất điện động bằng 0,15V và điện trở nội r = 0,25W.

a) Nếu nước có điện trở Rn = 800W, hỏi dòng điện mà cá điện có thể gửi qua nước từ gần đầu đến đuôi nó có cường độ bằng bao nhiêu?

b) Hỏi dòng điện đi qua mỗi dãy có cường độ là bao nhiêu?

c) Giải thích tại sao khi giết các con cá mồi bằng cách phóng điện thì cá điện lại không bị choáng váng hoặc tự giết mình bằng dòng điện do nó sinh ra?

Giải:

a) Sđđ tổng cộng Edãy dọc theo một dãy gồm có 5000 bản điện Edãy = 5000E = (5000)(0,15V) = 750V Điện trở tổng cộng dọc theo một dãy: Rdãy = 5000r = (5000)(0,25W) = 1250W Điện trở tương đương của mạch gồm 140 dãy: Rtđ = Rdãy/140 = 1250/140  = 8,93W Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có: I = Edãy/(Rn +Rtđ) = 750/(800+8,93) = 0,927A » 0,93A b)       Idãy = I/140 = 0,927/140= 6,6´10-3A c) Dòng qua mỗi dãy là nhỏ, nhỏ hơn hàng trăm lần so với dòng chạy qua nước. Điều đó có nghĩa cá điện không bị choáng váng hay tự giết mình khi nó làm choáng váng hay giết con cá mồi.

Tại sao người Sinai trên sa mạc thường mặc áo choàng đen?

      Chúng ta biết rằng vật mầu trắng thì phản xạ ánh sáng tốt, còn vật mầu đen thì hấp thụ hầu hết ánh sáng nên sẽ nóng hơn vật mầu trắng.

       Trên sa mạc đầy nắng và gió, nhiệt độ rất cao mà người du mục Sinai vẫn mặc áo choàng đen? Lý do rất đơn giản là người Sinai cảm thấy mát mẻ hơn khi mặc áo choàng đen so với áo mầu sáng. Nguyên nhân nào khiến mặc áo choàng đen lại mát hơn áo choàng sáng mầu. Nghe có vẻ vô lý nhưng thực tế lại rất có lý.

       Cơ thể con người điều hòa thân nhiệt bằng cách toát mồ hôi, nhưng khi mồ hôi thát ra nhiều mà không làm nó bay hơi đi ngay thì chúng ta còn cảm tháy nóng bức hơn. Chất lỏng nói chung có một đặc điểm khi bay hơi thì làm cho chất lỏng lạnh đi. Các phân tử chất lỏng chuyển động nhiệt gần như hỗn lọa, khi một số phân tử bứt ra khỏi bề mặt chất lỏng thì làm cho một phần nhiệt lượng của chất lỏng giảm đi và nhiệt độ của nó cũng giảm xuống. Vậy để điều hòa được thân nhiệt thì phải làm cho mồ hôi thoát đi thật nhanh.

       Khi mặc áo choàng mầy đen đi trên sa mạc thì nó sẽ hấp thụ một lượng nhiệt lớn và làm cho bề mặt của nó nóng lên. Nhiệt độ bên ngoài áo nóng hơn nhiệt độ bên trong nên xuất hiện hiện tượng đối lưu giữa không khí bên trong và ngoài áo làm xuất hiện một luồng gió luôn thổi bên trong áo và làm mồ hôi thoát đi rất nhanh. Tương tự như có một cái quạt máy tự nhiên luôn bên cạnh.

      Mặt khác, còn một nguyên nhân nữa là áo của người Sinai được làm bằng vải cotton (vải bông) có khả năng thấm mồ hôi rất tốt, các sợi vải như những ống mao dẫn dẫn mồ hôi ra bề ngoài áo, khi gặp gió và nhiệt độ cao bên ngoài làm cho mồ hôi bốc hơi rất nhanh.

      Vậy, khi đi trên sa mạc chúng ta hãy chọn cho mình một bộ áo choàng mầu sẫm để có thể chịu được sức nóng trên sa mạc.

Áp suất của bức xạ Mặt Trời

Chúng ta hãy đánh giá độ lớn của áp suất bức xạ Mặt Trời. Giả sử trong 1 giây có N photon đập vào vệ tinh có tiếp diện S. Nếu chúng bị bề mặt vệ tinh hấp thụ hết qua mỗi giây chúng truyền cho vệ tinh một xung lượng bằng Ne/c, trong đó e = hf là năng lượng của photon và c là vận tốc của ánh sáng trong chân không. Nhưng nếu các photon bị phản hồi hết từ vệ tinh thì chúng lại truyền cho vệ tinh một xung lượng lớn gấp đôi. Do đó mà ta phải tính đến ảnh hưởng của áp suất của ánh sáng vào vệ tinh.
trong một đơn vị thời gian, Mặt Trời bức xạ theo mọi phương một năng lượng bằng L = 4.10²⁶ W. Nếu vạch ra quanh Mặt Trời một mặt cầu có bán kính r' bằng khoảng cánh từ tâm Mặt Trời đến vệ tinh thì diện tích của mặt cầu đó là 4pr’^2. Và phần bức xạ Mặt Trời rơi vào vệ tinh sẽ bằng S/4pr’² (hình vẽ). Như thế lực ép của bức xạ ánh sáng tác dụng lên vệ tinh sẽ bằng:

F_bx » LS/(4pr’²c) và gia tốc mà lực đó cấp cho vệ tinh sẽ là: a_bx = F_bx/m = LS/(4pr’²c).

Với một vệ tinh nhân tạo có khối lượng m cỡ 70kg, tiếp diện S cỡ 1000m², bay ở khoảng cánh r' » 1,5.10¹¹  m kể từ Mặt Trời, ta tính được  a_bx  » 5.10^-3  m/s² .

Ta dễ thấy, đại lượng a_bx nhỏ hơn nhiều gia tốc a_c  gây nên lực cản khí quyển cũng như so với a_dẹt liên quan đến độ dẹt của Trái Đát. Tuy nhiên dù sao hiệu ứng này vẫn biểu hiện ra, khiến các tham số của quỹ đạo vệ tinh như tầm cao của cận điểm và viễn điểm chẳng hạn có những dao động tuần hoàn.

Thảm họa Hiroshima

Video mô phỏng vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima

Ảnh những người trên chuyến bay ném bom xuống thành phố Hiroshima

Ngày 6 tháng 8 năm 1945, quả bom nguyên tử thứ nhất mang tên "Little Boy" được thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản. Sau đó 3 hôm, ngày 9 tháng 8 năm 1945, quả bom thứ hai mang tên "Fat Man" đã phát nổ trên bầu trời thành phố Nagasaki.
Số người thiệt mạng ở thành phố Hiroshima ước tính khoảng 140.000 người, còn thành phố Nagasaki khoảng 74.000 người.
Nước Mỹ đã nêu lý do ném 2 quả bom là để giảm thiểu thương vong cho các nước tham chiến với Nhật trong đế chiến thứ 2, nhưng tất cả những lời đó đều là ngụy biện. Việc ném bom chống lại dân thường đều là hành vi vô đạo đức của những người cầm quyền nước Mỹ bấy giờ.

Các hành tinh trong vũ trụ liệu có va vào nhau?

Nếu trái đất ở rất gần các hành tinh khác và chúng chuyển động ngược chiều nhau thì khả năng đụng độ rất dễ xảy ra. Nhưng thực tế, trái đất và các hành tinh đều ngoan ngoãn quay trên những quỹ đạo nhất định khiến cho chuyện đó là không thể.

Mặt trăng là thiên thể gần trái đất nhất, cách chúng ta 384.000 km. Khoảng cách giữa mặt trời và trái đất là 149,6 triệu km (hãy tưởng tượng muốn đi bộ tới quả cầu lửa này, bạn phải mất hơn 3.400 năm). Các hành tinh khác trong hệ mặt trời cũng ở rất xa, và bởi chịu sức hút của mặt trời nên chúng đều có một quỹ đạo ổn định. Do đó chúng không có cơ hội đụng độ với hành tinh xanh.

Các ngôi sao khác trong vũ trụ cách trái đất còn xa hơn nữa. Sao Biling là gần nhất, cách trái đất 4,22 năm ánh sáng, tức là từ vì tinh tú này tới trái đất, ánh sáng phải “ì ạch” mất 4 năm 3 tháng.

Trong khoảng không vũ trụ gần hệ mặt trời, trung bình các sao cách nhau khoảng trên 10 năm ánh sáng. Hơn nữa, chúng đều chuyển động theo một quy luật nhất định. Mặt trời cũng như tất cả các sao trong dải Ngân Hà đều chuyển động xung quanh trung tâm hệ theo một quy luật riêng chứ không phải là hỗn loạn. Bởi vậy, rất ít khả năng các sao trong dải Ngân Hà va chạm nhau.

Theo tính toán của các nhà khoa học, trong hệ Ngân Hà trung bình khoảng một tỷ tỷ năm mới xảy ra một va chạm giữa các sao. Tuy nhiên, xác suất các sao chổi va quyệt vào hành tinh thì thường xuyên hơn nhiều.

Cảnh giác với thiên lôi

Trong khi đang đứng trên một bệ để ngắm cảnh vườn quốc gia Sequoia, người đàn bà (ảnh bên) thấy tóc của mình dựng đứng lên. Thấy tức cười, em bà đã chụp cho bà bức ảnh.

Năm phút sau chị em bà rời khỏi bệ, sét đã đánh vào bệ đó, làm chết một người và làm bị thương bẩy người.

Cái gì đã làm cho tóc người đàn bà dựng đứng lên ? Vẻ mặt của bà không toát ra sự sợ hãi – nhưng lẽ ra bà ta đã phải khiếp hãi.

Nếu là bạn, bạn có cười thích thú như vậy không? và có nhờ ai đó chụp cho một vài kiểu ảnh để làm kỉ niệm không?

Bây giờ ta hãy đi trả lời những câu hỏi ở trên. Vì bà ta đứng trên một bệ nối liền với đỉnh triền núi, nên gần như có cùng điện thế với triền núi. Một hệ mây tích điện cao ở phía trên đã tạo ra một điện trường lớn quanh bà ta với véctơ cường độ điện trường E hướng từ núi và từ người phụ nữ ấy ra ngoài. Các lực tĩnh điện do từ trường đó đã đẩy một số êlectrôn trong người bà ta xuống dưới làm cho các bện tóc tích điện dương. Độ lớn của E khá lớn nhưng nhỏ hơn cỡ 3 ´ 10⁶V/m là giá trị để có thể ion hóa các phân tử không khí (Giá trị đó đạt được thì có sét đánh).

Các mặt đẳng thế bao quanh người phụ nữ đó có thể phỏng đoán theo tóc của bà ta: các bện tóc được kéo ra dọc theo chiều của véc tơ cường độ điện trường E và do đó vuông góc với các mặt đẳng thế như đã vẽ trên hình. Độ lớn của E rõ ràng lớn nhất (các mặt đẳng thế gần nhau nhất) ngay ở trên đầu bà ta, vì tóc ở đấy vươn xa hơn tóc phía bên của đầu.

Bài học ở đây thật đơn giản. Nếu điện trường làm cho tóc trên đầu bạn dựng đứng lên, tốt hơn hết là chạy tìm nơi ẩn nấp mà không nên đứng lại để chụp ảnh.