TT&HĐ V - 46/a

 

Trọng lực - Đơn vị lực - Bài 8 - Vật lý 6 - Cô Phạm Thị Hằng (HAY NHẤT)

PHẦN V:     THỐNG NHẤT

"Khoa học là một sức mạnh trí tuệ lớn nhất, nó dốc hết sức vào việc phá vỡ xiềng xích thần bí đang cầm cố chúng ta."
Gorky

"Mỗi một thành tựu lớn của nhà khoa học chính là xuất phát từ những ảo tưởng táo bạo".
JohnDewey
"Chân lý chỉ có một, nó không nằm trong tôn giáo, mà nằm trong khoa học."
Leonardo da Vinci

"Cái khó hiểu nhất chính là hiểu được thế giới"
Albert Einstein
"Có hai cách để sống trên đời: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ".
Albert Einstein

“Chính qua cuộc đấu tranh nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng mà đã đạt được những thành công lớn nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành con mồi của ảo vọng”.
Albert Einstein


“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.
Upanishad        

CHƯƠNG VII (XXXXVI): HÚT - ĐẨY

“Lực hút cũng như lực đẩy, là thuộc tính cơ bản của vật chất.”
“Hấp dẫn cần phải được gây ra bởi một tác nhân thường xuyên tác động theo một qui luật nào đó, nhưng tác nhân này là vật chất hay phi vật chất thì tôi xin dành cho bạn đọc suy nghĩ.”
Niutơn

"Không xiềng xích hay thế lực bên ngoài nào có thể ép buộc tâm hồn của một người tin hay không tin."
Thomas Carlyle

"Tất cả vinh quang đều đến từ sự dám bắt đầu".
Eugene F Ware

"Tất cả mọi người đều mơ; nhưng không như nhau. Những người mơ về đêm, trong những ngóc ngách sâu kín lờ mờ của tâm trí, khi thức giấc vào ban ngày mới nhận ra đó là ảo ảnh; nhưng những người mơ vào ban ngày mới là đáng gờm, vì họ có thể thực hiện giấc mơ của mình với đôi mắt mở to, để biến chúng thành hiện thực".
T.E.Lawrence

"Ước mơ giống như những vì sao… ta có thể không bao giờ chạm tay vào được, nhưng nếu đi theo chúng, chúng sẽ dẫn ta đến vận mệnh của mình".
Samuel Johnson

"Tôi được ban cho sự nhận thức về định mệnh của chính mình. Tôi chưa bao giờ tự hạ thấp bản thân. Tôi chưa bao giờ đánh giá mình theo tiêu chuẩn của người khác. Tôi luôn trông đợi nhiều ở chính mình, và nếu tôi thất bại, tôi thất bại chính mình".
Sophia Loren

"Tự tin là điều kiện đầu tiên để làm được những việc lớn lao".
Samuel Johnson

"Hãy mơ ước bất cứ điều gì bạn muốn mơ. Đó là vẻ đẹp của trí tuệ con người. Hãy làm bất cứ điều gì bạn muốn làm. Đó là sức mạnh của ý chí con người. Hãy tin tưởng vào bản thân để thử thách những giới hạn của mình. Đó chính là lòng can đảm để thành công".
Bernard Edmonds

"Không ai biết sau đó mọi chuyện sẽ xảy ra như thế nào nhưng chúng ta vẫn đi về phía trước. Bởi vì chúng ta có lòng tin và sự trung thực"
Paulo Coelho

"Muốn hiểu Vũ Trụ này, phải hoang tưởng mãnh liệt. Muốn hoang tưởng mãnh liệt, phải có niềm tin và một tâm hồn không nghịch lý".
NTT

Vật chất, hiểu theo nghĩa bao quát nhất, là toàn thể mọi tồn tại thực dưới những dạng thức đặc thù khác nhau (có thể hiện hữu hoặc không hiện hữu) của Không Gian trong môi trường không gian. Đặc trưng chung nhất và cơ bản nhất của mọi dạng vật chất là tính lượng. Có thể biểu diễn một lượng bằng thể tích, số lượng, khối lượng… Một thực thể lượng, khi chỉ chú ý tới hình thức thể hiện bề ngoài của nó như nó vẫn luôn là chính nó, thì đó là một thực thể vật chất. Cũng thực thể lượng đó, khi chỉ chú ý đến sự chuyển biến của nó, đồng thời làm chuyển biến những thực thể lực lượng khác trong quá trình tương tác giữa chúng, thì lúc này, có thể gọi nó là một thực thể năng lượng (hay lực lượng)… Có thể hình dung rằng, vật chất là lượng được nhìn thấy “ngoài thời gian”, còn năng lượng là lượng được nhìn thấy “trong thời gian”. Như vậy, có thể chuyển đổi một thực thể (khối lượng) vật chất thành một thực thể năng lượng toàn phần nếu biết được lượng của nó. Điều đó cho thấy mọi dạng vật chất đều có chung bản chất Không Gian, có tính đồng nhất về mặt năng lượng và mọi thực thể vật chất, xét theo năng lượng, không có gì khác nhau nếu không có sự chênh lệch về lượng (không kể đến vị trí và sự phân bố nội tại của chúng trong không gian).

Đối với chúng ta thì dạng cụ thể của năng lượng có tính “thủy tổ” mà cũng tự nhiên nhất, là năng lượng cơ học. Mọi dạng năng lượng cụ thể khác đều được dẫn xuất từ nó và vì vậy đều có thể qui trở lại về nó.

Nếu nói được: thuộc tính cơ bản nhất của vật chất là vận động, thì cũng có thể nói được thuộc tính cơ bản nhất của năng lượng là tương tác. Vận động là để bảo toàn tồn tại cho nên một thực thể vật chất đang tồn tại thì không thể không vận động. Dù có thấy thực thể vật chất đó đứng yên đi chăng nữa thì nó vẫn phải vận động nội tại không ngừng nghỉ.

Nguyên lý nhân - quả qui định rằng, trong Vũ Trụ không thể có vận động tự thân tuyệt đối (mà may ra chỉ có vận động tự thân tuyệt đối theo qui ước). Từ đó mà thấy mối quan hệ nhân - quả gắn bó keo sơn, không thể tách rời, cái này là tiền đề tồn tại của cái kia và ngược lại, giữa vận động và tương tác: Vận động làm xảy ra tương tác và tương tác làm cho vận động không ngừng. Như vậy, vận động nội tại của thực thể vật chất nói trên là nhờ có tương tác. Nhưng tương tác cũng không thể tự thân tương tác được mà phải có vận động làm tiền đề và ở đây, chỉ có thể là vận động của môi trường chứa nó.

Một thực thể vật chất được thấy đứng yên và nếu không chú ý đến vận động nội tại của nó thì một cách tương đối, coi như nó không vận động mà cũng không tương tác. Nếu chỉ chú ý đến sự xê dịch, di dời vị trí thôi, thì từ mối quan hệ mà vật lý đã xây dựng:

               F.t=m.v

   (với      F là lực

               T là thời gian

               M là khối lượng của thực thể vật chất

               V là vận tốc),

có thể phát biểu: đại lượng đặc trưng cho vận động cơ học là động lượng (mv) và đại lượng đặc trưng cho tác động cơ học là xung lực (Ft)

Bây giờ, giả sử rằng có một thực thể vật chất khác, có động lượng MV₁ nào đó đến va chạm vào thực thể vật chất đang xét, làm xuất hiện một tương tác giữa chúng. Sự tương tác ấy làm cho thực thể vật chất đứng yên chuyển sang trạng thái chuyển động với động lượng là mv (nghĩa là làm vận động cơ học của nó bị biến đổi). Động lượng ấy tương đương với một xung lực là F.t, với t là thời gian xảy ra tương tác, nghĩa là:

               m.v = F.t

(Động lượng là dạng tiềm ẩn của xung lực và xung lực là dạng tiềm ẩn của động lượng)

Có thể hiểu là trong quá trình tương tác, thực thể vật chất đứng yên bị tác động một xung lực F.t của thực thể đang vận động cơ học với động lượng MV₁ nên phải chuyển sang trạng thái vận động cơ học có động lượng mv. Đồng thời, đúng như định luật II Niutơn đã chỉ ra, thực thể vật chất đứng yên cũng tác động trở lại thực thể đang vận động cơ học với động lượng MV₁ một xung lực đúng bằng –Ft, làm cho nó cũng bị biến đổi vận động cơ học từ mức động lượng MV₁ sang mức MV₂. Biểu diễn toán học của sự kiện này là:

               -Ft=M(V₂-V₁)

Như vậy, nói chung là  muốn làm biến đổi một động lượng thì phải có một xung lực tác động và muốn có xung lực đó thì phải biến đổi một động lương khác trong tương tác. Quá trình biến đổi và tác động đó xảy ra đồng thời và trọn vẹn theo yêu cầu của nguyên lý bảo toàn KG. Một cách tổng quát, có thể biểu diễn:

              

(với  là khoảng thời gian xảy ra sự biến đổi vận tốc với một lượng là )

Từ đó suy ra:

              

(với a được gọi là tốc độ biến đổi (tăng hoặc giảm) vận tốc và thường được gọi là gia tốc)

Biểu diễn trên dẫn đến khái niệm về lực: lực là đại lượng đặc trưng cho mức độ biến đổi động lượng theo thời gian và cũng được coi là nguyên nhân trực tiếp gây ra sự biến đổi ấy của một thực thể vật chất.

Bàn về vật chất thì phải nói đến năng lượng, bàn về vận động thì phải nói đến tương tác, bàn về động lượng thì phải nói đến xung lực, bàn về sự chuyển hóa động lượng thì phải nói đến lực, và ngược lại. Nếu không thực hiện được như thế sẽ không trọn vẹn, gây “tức anh ách” và thà… im lặng còn sướng hơn!

Cần phải thấy rằng tất cả những đại lượng vật lý đều là thành quả sáng tạo theo nhãn quan đặc thù (không thể không đặc thù được!) và suy niệm siêu hình (không thể không siêu hình được!) của con người trong quá trình con người quan sát và nhận thức hiện thực khách quan. Do đó, dù chúng có tỏ ra xác đáng đến mấy trong việc góp phần làm sáng tỏ các hiện tượng xảy ra trong hiện thực và đã từng kinh qua thử thách đến mấy trong ứng dụng thực tiễn thì cũng ít nhiều mang tính phiếm chân lý, chỉ là những sự thực khách quan của con người chứ không có thực một cách thuần túy khách quan. Hai đại lượng lực và xung lực cũng chịu chung số phận như vậy. Hơn nữa, hai đại lượng ấy chỉ là hai biểu diễn về hai tồn tại ảo – hai thể hiện của vật chất tương tác và chuyển hóa; được con người hình dung (một cách hợp lý) ra như thế. Nếu không có tồn tại thực thì nhất quyết không thể có tồn tại ảo. Nếu không có vật chất tương tác thì nhất quyết không thể “xuất hiện” lực hay xung lực. Một thực thể vật chất khi không tham gia tương tác thì không thể hiện ra lực mà chỉ hàm chứa khả năng “sinh ra” lực vì chỉ khi bị làm cho biến đổi thì đồng thời ngay lúc đó và chỉ trong khoảng thời gian đó thôi, mới phát tác lực nhằm bảo toàn sự cân bằng động cho bản thân nó cũng như cho cả Vũ Trụ. (Đây chính là căn nguyên của định luật tác dụng tương hỗ - Định luật II Niutơn! Một thú vị nữa rút ra từ đây là tổng xung lực tương tác trong Vũ Trụ, vì chúng tương phản triệt để từng đôi một nên  bằng 0 về mặt tương phản. Như vậy, nếu qui toàn bộ động lượng có trong Vũ Trụ ra xung lực thì tổng này cũng bằng 0 về mặt tương phản nhưng khác 0 về mặt trọng lượng, suy ra Vũ Trụ luôn cân bằng động.

Truy nguyên cho đến cùng thì bản chất sâu xa nhất của mọi vận động đều là chuyển động và bản chất sâu xa nhất của mọi tương tác đều là tương tác lực. Chúng ta cho rằng cảm ứng kích thích KG làm chuyển hóa trạng thái giữa hai hạt KG và  là giềng mối đầu tiên của tất cả mọi vận động có thể có trong Vũ Trụ. Tuy nhiên, một cách tương đối, nếu phân chia vận động thành vận động (không thể hiện lực) và tương tác (có thể hiện lực), thì cơ sở chung của mọi vận động là cảm ứng kích thích KG và cơ sở chung của mọi tương tác là cảm ứng tĩnh điện giữa hai hạt điện tích (chúng đẩy nhau nếu cùng dấu nhau và hút nhau nếu trái dấu nhau). Đó cũng là căn nguyên mà trong tương tác vật chất có hai thể hiện cơ bản về mặt lực, tương phản nhau nhưng có quan hệ mật thiết với nhau, đó là lực hút (kèm theo) và lực đẩy (cản lại).

Vậy, rõ ràng là, không có vật chất thì không có lực, nhưng nguyên nhân làm xuất hiện lực là vật chất tương tác nhau chứ không phải là vật chất đơn thuần. Một thực thể vật chất không tương tác thì không thể hiện lực vì nội tại của nó luôn cân bằng động. Do đó mà thậm chí nó cũng không mang tính lực. Quan niệm của Hêghen cho rằng lực hút và lực đẩy là thuộc tính cơ bản của vật chất, xét cả trong phạm vi vĩ mô lẫn vi mô, đã tỏ ra là một quan niệm "lỏng lẻo".