Hãy thử luôn và ngay thí nghiệm này nhé. Đầu tiên, luộc một quả trứng, sau đó lấy tay xoay nó thật mạnh trên bàn.
Nếu như bạn làm đúng, khả năng là bạn sẽ thấy hiện tượng kỳ lạ này: khi xoay, quả trứng dần dần... đứng lên, xoay tít theo chiều dọc, giống như những gì bạn được chứng kiến trong bức hình dưới đây.
Bạn có thấy điều gì lạ không?
Nhưng chuyện gì đã xảy ra? Trên thực tế, hiện tượng này đã được ghi nhận từ lâu, nhưng khoa học phải mất một thời gian dài để nghiên cứu. Vào năm 2002, các chuyên gia đã đưa ra được lời giải, nhưng đáp án là một loạt các công thức toán học vô cùng phức tạp.
May mắn thay, giờ đây các nhà vật lý đã có thể đưa ra lời giải đơn giản hơn rồi.
"Hiện tượng kỳ lạ khi xoay trứng đã khiến khoa học phải đau đầu trong hơn 100 năm, nhưng chưa khi nào đưa ra được lời giải thật đơn giản cả" - Rod Cross, nhà nghiên cứu từ ĐH Sydney (Úc) cho biết.
"Những lời giải ấy sẽ không thể giúp một sinh viên đại học, thậm chí là một giáo viên vật lý".
Vấn đề nằm ở chỗ trong một thời gian dài, chúng ta không có các thiết bị đo lường cần thiết. Khoa học không thể tách được lực xoay và lực ma sát, khiến quả trứng dần đứng lên.
Nhưng cuối cùng, đáp án đã có rồi. Theo Cross, hiện tượng xảy ra là vì quả trứng xoay không chỉ theo một trục, mà là 2 trục cùng lúc.
Hãy đặt một quả trứng nằm ngang lên bàn, bạn sẽ thấy một đầu hơi nâng lên một chút. Nếu thử xoay nhè nhẹ, sẽ có một trục ngang theo thân trứng và vuông góc với mặt bàn. Nó được gọi là trục ngắn (hoặc trục ngang).
Nhưng bản thân quả trứng cũng quay theo một trục khác nằm ở tâm quả. Và vì hình dạng đặc biệt, tâm trứng và nơi trứng tiếp xúc với bàn là không hề trùng nhau. Kết quả là khi xoay, quả trứng sẽ bị lắc lư. Trong vật lý, đây được gọi là "tiến động" (precession).
Trứng sẽ xoay theo trục ngắn, nhưng lại chuyển dần sang trục dài. Đó là vì cái gọi là tiến động trên trục ngắn, khiến cho trục dần đổi góc.
Nhưng sau tất cả, thứ khiến quả trứng đứng lên lại là lực ma sát. Trục dài sẽ chịu tiến động từ lực ma sát do trứng tiếp xúc với mặt bàn, khiến quá trình đổi góc xảy ra nhanh hơn. Kết quả, quả trứng đứng dần lên.
Theo thí nghiệm của Cross, tiến động của hai trục sẽ được diễn tả bằng 2 phương trình hoàn toàn biệt lập. Ngoài ra, thí nghiệm cũng xác định rằng nếu quay càng nhanh, quả trứng càng đứng nhanh hơn. Còn nếu quay quá chậm, lực ma sát sinh ra sẽ là không đủ để tạo ra hiện tượng này.
Cuối cùng, có thể đến đây nhiều người sẽ thắc mắc rằng tại sao phải là trứng luộc? Nguyên do là vì trứng sống có nhân lỏng, và điều đó khiến tâm của quả trứng không ổn định. Quả trứng thậm chí chẳng thể xoay được quá lâu vì lý do đó.
Kết quả khi cố quay một quả trứng sống.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí European Journal of Physics.