 |
|
|
Christophe Clanet và cộng sự từ Viện nghiên cứu Out of Equilibrium Phenomena ở Marseille, đã rút ra công thức này khi thử nghiệm bắn đá với chiếc máy cơ giới. Máy bắn tung những đĩa nhôm vào một bể nước dài 2 mét, trong khi các camera tốc độ cao ghi lại những giây phút đĩa nhôm chạm mặt nước (thường kéo dài chưa đến một phần trăm giây). Nhóm nghiên cứu tiếp đó điều chỉnh góc bắn, tốc độ và sự xoay tròn của các đĩa, và rút ra công thức giành chiến thắng trong khi thi ném thia lia.
Ngoài góc ném 20 độ, độ xoay, tốc độ ném và hình dạng vật thể cũng quan trọng. Một hòn đá sẽ nảy trên nước nhiều lần hơn nếu nó xoay tròn. Điều này là do trạng thái quay giúp tạo độ ổn định cho vật thể và ngăn nó khỏi rơi xuống nước.
Hòn đá lao đi như mũi tên cũng nảy lâu hơn so với những hòn đá chậm như sên. Một chiếc đĩa nhôm đường kính 5 cm bay trên nước ở góc lý tưởng cần phải đạt tốc độ nhanh hơn 2,5 m/giây để tránh đâm sầm xuống nước. Những chiếc đĩa tròn, dẹt là lý tưởng vì bề mặt rộng của nó tạo ra phản lực lớn đẩy đĩa bay lên.
Trước kia, đã có nhiều nghiên cứu về nghệ thuật ném thia lia, nhưng Clanet cho biết dự đoán của họ đều dựa trên lý thuyết chứ không phải từ quan sát. "Chiếc máy này cho cho tôi nhìn thấy những định luật vật lý đi kèm với hiện tượng nảy lên khỏi mặt nước", ông nói. Năm ngoái, nhà vật lý Lydéric Bocquet, Đại học Lyon (Pháp), cũng đã lập ra một phương trình chỉ dẫn cách ném thia lia tối ưu.
Ném thia lia đã trở thành trò chơi ưa thích từ hàng nghìn năm trước. Cái thú muốn đạt được nhiều lần nảy nhất sau mỗi lần ném đá vẫn không hề thay đổi từ thời Hy Lạp cổ đại cho đến tận ngày nay. Jerdone Coleman-McGhee hiện giữ kỷ lục thế giới về môn này, với thành tích ném đá nảy lên 38 lần vào năm 1992 trên sông Blanco ở Texas, Mỹ.
Dự án máy ném đá của Clanet cũng có những ứng dụng thực tiễn: hệ thống này có thể giúp các nhà vật lý mô hình hóa quá trình hạ cánh của các phi thuyền. Chẳng hạn khi các tàu con thoi tái xâm nhập vào bầu khí quyển dày đặc, nó cũng sẽ nảy lên như một hòn đá.
Bích Hạnh (theo Nature)