Nghe giáo sư Vật lý người Mỹ giải thích vì sao đặc công Việt Nam có thể leo tường chỉ nhờ một cái sào

Việc đặc công dùng sào tre leo tường đã không còn là chuyện lạ ở đất nước Việt Nam ta, kĩ thuật đột nhập đơn giản này chỉ cần 3 người: 2 người giữ và đẩy gậy, một người đứng trên cột và cứ thế ... leo tường để lên tầng thôi. Nhưng cộng đồng quốc tế lại nghĩ khác, họ cực kì ấn tượng với màn biểu diễn đơn giản nhưng cực kì hiệu quả này. Họ đào sâu phân tích xem những quy luật vật lý nào đã cho phép người Việt ta làm vậy.

Và nếu như bạn quên, thì video bên dưới sẽ nhắc lại cho bạn nhớ đặc công Việt đi lên tầng không dùng cầu thang như thế nào?

Theo như Giáo sư vật lý Đại học Nam Lousiana, ông Rhett Allain chia sẻ trên trang Wired, thì để diễn tả và giải thích kĩ thuật này một cách dễ hiểu nhất, ta nên sử dụng một biểu đồ vector lực, biểu diễn những lực ảnh hưởng đến chủ thể được nói tới. Trường hợp này, chủ thể của ta là anh đặc công trên sào cao. Mũi tên sẽ biểu diễn hướng và độ lớn của mỗi lực. Nếu một vật thể nằm trong trạng thái cân bằng, mọi lực sẽ phải cân bằng với nhau và giả định rằng, anh đặc công leo tường di chuyển đủ chậm để mọi lực tác động đều cân bằng: mọi thứ bù trừ cho nhau sẽ bằng không.

Thực ra, chẳng cần phải giả định ở đây, vì ai cũng thấy anh leo tường một cách hiệu quả (và không kém phần thuần thục) rồi.

Biểu đồ dưới với chấm tròn là anh đặc công, chiếc sào đẩy sau lưng và anh đang dựa vào tường màu xám.

Bốn lực chính trong biểu đồ trên gồm có: trọng lực kéo anh xuống, thứ lực phụ thuộc vào cân nặng này sẽ được biểu diễn là m (khối lượng) nhân với g là gia tốc rơi tự do (xấp xỉ 9,8 m/s^2); ba lực còn lại là lực chống từ mặt tường, lực của cái sào chọc lưng và lực ma sát của chân anh đặc công với tường (ma sát để di chuyển lên cao).

Dưới đây, lực được chia thành 2 phần x và y:

Lực x = (Lực gậy) * (cos của góc tạo nên bởi gậy và mặt đất) – Lực đẩy của tường = 0 (cân bằng)

Lực y = (Lực gậy) * (sin của góc tạo nên bởi gậy và mặt đất) + Lực ma sát – Trọng lực = 0 (cân bằng)

Bạn có thể thấy sào đẩy theo cả hai phương ngang và thẳng đứng, với độ lớn của lực phụ thuộc vào góc của sào tạo với mặt đất. Với giả định là ma sát nghỉ của bức tường ở mức lớn nhất, ta có độ lớn của lực ma sát sẽ được tính bằng công thức sau:

Thay công thức độ lớn lực ma sát trên vào hai phương trình x và y, ta sẽ loại bỏ được lực ma sát:

Từ hai đẳng thức trên, ta sẽ tính được lực đẩy của cây sào:

Giả sử anh đặc công nặng 70 kg và hệ số ma sát nghỉ là 0,7, chúng ta có được đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa lực đẩy của cây sào và góc đẩy.

Biểu đồ trên với trục tung là Độ lớn của lực với đơn vị Newton (N), trục hoành là Độ lớn góc của sào tạo với mặt đất với đơn vị là (độ).

Bạn để ý mà xem, sẽ cần lực đẩy rất lớn khi anh đặc công bằng đầu leo, khi sào ở vị trí 0 độ so với mặt đất. Cần lực đẩy lớn tới vậy là bởi gậy lúc ấy chỉ đẩy được theo chiều ngang. Khi anh đặc công leo dần lên, lực đẩy giảm dần, khi mà lực gậy đã bù trừ được lực ma sát anh cần để leo tường rồi. Khi gậy tạo với mặt đất một góc khoảng 50 độ, lực đẩy cần thiết để leo tường sẽ đạt điểm cực tiểu nhưng khi độ góc tăng lên tiếp, anh đặc công lại có càng ít lực ma sát để giúp mình leo tường, khi đó, lực lại tăng. Cũng chẳng cần thiết nữa vì cũng đã lên tới gần hết chiều cao của sào, lên tới tầng mình muốn và có thể dùng tay để leo vào rồi.Khi sào đạt điểm 90 độ so với mặt đất cũng là lúc nó trở thành công cụ hỗ trợ cho sức nặng của anh đặc công đứng trên đỉnh sào.

NHƯNG, lực cần thiết để đẩy anh đặc công lên, dù là vào lúc sào tạo với mặt đất một góc 0 độ - lúc khó nhất và cần nhiều lực nhất, cũng chỉ khoảng 1.000 Newton – lực có độ lớn chỉ hơn trọng lượng giả định 70 kg kia chút đỉnh. Vì thế, cách thức này hoàn toàn khả thi về mặt Vật lý, và hiển nhiên là kết quả đã có trên video: anh đặc công leo tường thành công. Có thể tối ưu hóa cách thức này hơn nữa với việc giảm cân nặng của anh đặc công leo tường đi bằng cách ... chọn một anh đặc công nhẹ cân hơn.

Tuy là bạn có sự hỗ trợ của cả vật lý lẫn video hướng dẫn, thử nghiệm, bạn vẫn không nên thực hiện tại nhà đâu nhé. Kia toàn là những chuyên gia được huấn luyện kĩ càng cả đó.