Có lẽ đây thắc mắc của rất nhiều người về con lật đật, cho dù bạn có đẩy qua đẩy lại hay thậm chí đè nó nằm sấp xuống thì nó vẫn có thể trở về trạng đứng ban đầu. 

Một viên gạch hình vuông rất chắc chắn nhưng nếu ta xếp nhiều viên gạch như vậy chồng lên nhau, chúng rất dễ đổ. Hay một chiếc bình đựng nước chỉ cần đổ đầy nửa bình thì nó đứng rất vững nhưng nếu để chiếc bình đó trống không hoặc đổ đầy thì nó rất dễ đổ.

Đây là 2 ví dụ điển hình cho thấy, muốn một vật thể đứng vững, không bi đổ phải thỏa mãn 2 điều kiện:

  • Thứ nhất là diện tích tiếp xúc của đáy phải lớn.
  • Thứ hai là trọng lượng của nó phải tập trung hết vào phần đáy và trọng tâm phải thấp.

Với bất kỳ một vật thể nào, nếu diện tích đáy lớn cùng trọng tâm thấp, nó càng dễ đứng vững và khó bị đổ. Ví dụ: vật thể hình tháp có cấu trúc bên trên nhỏ và nhọn, còn bên dưới thì lớn. Hoặc khi vận chuyển hàng hóa, hàng hóa nhẹ cần đặt lên trên hàng hóa nặng.

Kim tự tháp là ví dụ điển hình thể hiện 2 điều kiện trọng tâm thấp và diện tích đáy lớn. (Ảnh: youmagazine.gr)

Theo các nhà khoa học, con lật đật sở dĩ không bao giờ đổ là vì nó có cấu tạo tuân theo nguyên lý này. Toàn thân của nó rất nhẹ; chỉ có phần dưới của nó rất nặng, thường cấu tạo từ chì hoặc sắt nên trọng tâm của nó rất thấp. Mặt khác, phần dưới của con lật đật to, tròn trịa và rất dễ lắc lư qua lại. Khi con lật đật nghiêng qua một bên, điểm tiếp xúc giữa con lật đật và mặt bàn thay đổi khiến khoảng cách giữa điểm tiếp xúc với trọng tâm càng lớn và không cùng trên một đường thẳng, lúc này nó sẽ dao động quanh điểm tiếp xúc dưới sự tác động của trọng lực cho đến khi quay trở về trạng thái ban đầu.

Khi độ nghiên càng lớn, tác động của trọng lực lên con lật đật càng lớn xu thế khôi phục lại vị trí ban đầu càng rõ ràng. Vì vậy, con lật đật không bay giờ bị đổ.

(Ảnh: alobacsi.com)

Tương tự như con lật đật, những vật thể tĩnh sau khi chịu sự tác động nhỏ có thể tự khôi phục trạng thái cân bằng ban đầu, trọng vật lý gọi trường hợp này là sự “cân bằng ổn định”. Còn những vật thể hình cầu như quả bóng bàn, quả bóng đá… có thể giữ thăng bằng ở mọi ví trí sau khi chịu tác động từ lức bên ngoài. Đây là trạng thái “thăng bằng ở mọi vị trí”.

Nhìn chung những vật thể có thể cân bằng tại mọi vị trí đều có trọng tâm và điểm tựa ở trên cùng một đường thẳng cùng độ cao của trọng tâm không thay đổi. Điển hình là chiếc bút nằm ngang trên mặt bàn chính là trạng thái cân bằng ở mọi vị trí, dù nó có lần đi bao xa thì độ cao của trọng tâm không bao giờ thay đổi.

Sơn Tùng

Từ Khóa: