Vượt sông bằng cây tre
Một nhà sư ở thế kỷ thứ 5, Bồ-đề-đạt-ma (Ông được coi là người truyền bá và sáng lập ra Thiền học và Võ thuật tới Trung Quốc) được cho là đã vượt sông chỉ trên một cọng cỏ lau.
Bồ-đề-đạt-ma vượt sông bằng ngọn cỏ lau.
Tưởng chừng câu chuyện mang tính hư cấu đó lại có thể xuất hiện ngay trong đời thực, khi một người đàn ông tên Fang Shuyun, 51 tuổi ở thành phố Hàng Châu, tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc lại có thể khiến mọi người kinh ngạc.
Tuy không thể vượt sông bằng một cọng lau nhưng chỉ sử dụng 2 cây sào tre cũng đủ khả năng vượt qua dòng sông lớn.
Fang Shuyun vượt sông Fuchun như một bậc thầy Kung fu.
Tại sao chỉ với 2 cây sào tre cũng có thể vượt sông?
Để có thể trả lời câu hỏi này, chúng ta cần hiểu rõ về điều kiện chìm - nổi trong lực đẩy Archimedes.
Nếu thả một vật (trên Trái Đất) ở trong lòng chất lỏng thì:
Vật chìm xuống khi lực đẩy Archimedes (F = d.V) nhỏ hơn trọng lượng (P): F < P.
Vật nổi khi: F > P.
Vật lơ lửng trong chất lỏng (trong lòng chất lỏng hoặc trên mặt thoáng) khi: F=P
Vậy nói 1 cách nôm na, vật sẽ nổi khi "khối lượng riêng tổng hợp" của nó nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.
Một cây sào tre có khối lượng riêng (0,4 kg/dm3) nhỏ hơn khối lượng riêng của nước (1 kg/dm3). Do đó trong tự nhiên, khi thả chúng trên mặt nước, chúng dễ dàng nổi vì lực đẩy Archimedes trong trường hợp này đã thắng trọng lực của sào tre.
Khối lượng riền của nước (màu xanh da trời) và tre (khoanh đỏ).
Mặt khác, đối với con người thì vì khối lượng riêng của người (~ 1.1g/cm3) lớn hơn một chút so với khối lượng riêng của nước (1g/cm3), nên lực đẩy Archimedes chỉ đủ... đẩy phần đầu nổi lập lờ dưới mặt nước.
Do đó đây là lý do chúng ta bị chìm khi rơi xuống nước, vậy xét hệ "người - sào tre", tại sao lại có nổi trên mặt nước. Như đã nói trên, vật sẽ nổi khi "khối lượng riêng tổng hợp" của nó (lực nâng) nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước.
Đó là lý do thả một cục săt thì nó chìm xuống nước, nhưng cũng sắt ấy nhưng có hình dạng một tờ giấy (vẫn cùng khối lượng) thì nó lại nổi. Chúng ta có thể thấy trực quan như sự nổi của một con thuyền bằng sắt.
Bản thân nó được lằm bằng sắt (có khối lượng riêng) lơn hơn nước rất nhiều và còn chuyên chở hàng hóa con người, những thứ có khối lượng riêng lớn hơn nước. Thế nhưng nó lại dễ dàng nổi trên mặt nước.
Sở dĩ như vậy vì theo công thức lực đẩy Archimedes (F = dV) ta thấy nó còn phụ thuộc thể tích vật chiếm chỗ trong lòng chất lỏng (V). Vật càng có thể tích chiếm chỗ lớn (V) thì sẽ có lực nâng lớn.
Vấn đề nằm ở phần thể tích mà vật chiếm chỗ trong lòng chất lỏng chứ không phải trọng lượng của vật. Con thuyền tuy to lơn nhưng thể tích phần không gian trong nước lớn (do cấu tạo rỗng chứa không khí ở đáy thuyền) nên có thể nổi.
Hơn nữa, để nổi mà không bị chìm sau đó thì chúng ta còn phải xét thêm một yếu tố nữa là lực cân bằng. Nếu con thuyền không được cấu tạo đối xứng để có thể cân bằng thì khi nghiêng nước sẽ tràn vào khoang tàu và khi đó nó lại chìm.
Quay lại vấn đề ban đầu, bản thân con người khi xuống nước sẽ chìm (nếu không cử động, tâm nổi B của cơ thể sẽ là điểm nằm ở khoảng ngực và trọng tâm G của cơ thể sẽ là điểm nằm ở khoảng thắt lưng, chỉ một phần đầu có thể nổi!
Tâm nổi và trọng tâm.
Thế nhưng bằng cách đứng trên một cây sào tre, trọng tâm và tâm nổi sẽ có phương thẳng đứng (chứ khôn nằm ngang và khiến chúng ta bị chìm như hình vẽ), đồng thời thể tích sào tre chiếm chỗ sẽ đủ để nâng chúng ta (nên sào tre phải đủ dài).
Fang Shuyun nói rằng cây tre phải dài ít nhất là 4 mét để có thể đủ lực nổi và những ai muốn vượt sông nên lợi dụng sức gió và dòng chảy để chuyến đi càng thêm thuận lợi.
Để có thể cân bằng và di chuyển được, chúng ta cần sử dụng thêm một cây sào tre khác, khi cầm nó ở trọng tâm thì trọng tâm của người, sào tre sẽ thẳng đứng và đi qua diện tích mặt chân đế giúp chúng ta không bị nghiêng và té.
Mặt chân đế là diện tích đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc của vật rắn với giá đỡ vật.
Điều kiện để vật rắn có mặt chân đế nằm cân bằng là giá của trọng lực phải đi xuyên qua mặt chân đế hay trọng tâm của vật "rơi" trên mặt chân đế.
Để không té, diễn viên xiếc phải làm cho trọng tâm hệ đi qua mặt chân đế. Ảnh minh họa.
Xem video:
Qua sông bằng 2 cây tre.
Ngoài ra, để có thể vượt sông trên 2 cây sào tre, bạn cũng cần phải tập luyện.
"Trọng lượng cơ thể sẽ dồn lên chân đặt phía trước nên chúng ta nên dùng nó để điều chỉnh cân bằng. Rồi dùng ngón cái của chân sau để ngăn không cho cây tre xoay tròn trong nước.
Chỉ cần đứng vững và ngăn không cho cây tre xoay tròn là có thể vượt sông nếu bạn đủ khoẻ," Fang cho biết.
Tham khảo nhiều nguồn