Tìm ra nguyên nhân vì sao vali hành lý hay bị lệch hướng

Bất cứ ai đã từng kéo vali hành lý đi ngang sảnh sân bay chắc hẳn đều đã gặp phải tình trạng vali hành lý bị lật nghiêng hoặc chệch hướng trong khi di chuyển. Ngay cả khi đi bộ với tốc độ chậm, bạn vẫn có thể thấy chiếc vali kéo của mình bị như vậy.

Sau một vài nghiên cứu thực nghiệm, các nhà khoa học Pháp đã khám phá ra giải pháp tốt nhất nhằm giảm thiểu tình trạng chiếc vali hành lý bị lật nghiêng thật ra không phải là đi chậm lại mà chính là tăng tốc độ nhanh hơn. Khi bạn di chuyển càng nhanh, chiếc vali hành lý của bạn càng ít bị lật. Hiện tượng lật vali thực chất có liên quan nhiều đến các thí nghiệm vật lý ứng dụng. Và các nhà khoa học tin rằng việc nghiên cứu những thí nghiệm này sẽ mở ra nhiều kết quả bất ngờ trong cuộc sống thường ngày của con người.

Theo Live Sciences, nhà vật lí Sylvain Courrech du Pont tại trường Đại học Paris Diderot (Pháp) đã nghiên cứu chuyển động của chiếc vali kéo với mục đích ban đầu là để đưa ra những thông tin thú vị nhằm giải trí cho sinh viên đại học của mình trong những buổi học thử nghiệm nhàm chán. Tuy nhiên, nghiên cứu của ông đã giải quyết được "một câu hỏi khoa học thực sự" mà chỉ có ít người từng đầu tư đi tìm câu trả lời.

Khi bạn di chuyển càng nhanh, chiếc vali hành lý của bạn càng ít bị lật.

Cụ thể, sự di chuyển của một chiếc vali kéo là tổng hợp của hai loại chuyển động – trong khi bánh xe chuyển động xoay tròn, thì phần thân của chiếc vali chỉ dịch chuyển theo một hướng chứ không dịch chuyển xoay. Giao thoa giữa chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến chính là điểm gây ra sự mất cân bằng khi vali di chuyển.

Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đã sử dụng một chiếc vali nhôm hai bánh và đặt nó trên máy chạy bộ với vận tốc 16km/giờ. Họ phân tích chuyển động của mô hình phụ thuộc vào sự phân phối trọng lượng của vali và tốc độ mà nó được kéo. Đèn LED trắng trên mô hình giúp theo dõi chuyển động của va li.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng khi một bánh xe của vali được nâng lên khỏi sàn (mô phỏng khi chiếc va li thật sự chạm vào một vật hoặc một cái hố), vali đã bắt đầu nghiêng theo bên cạnh và bắt đầu hoạt động như một con lắc. Khi tần số rung lắc lớn, vali có thể bị lật đổ.

Các nhà khoa học cũng nhận thấy rằng cách tốt nhất để giảm sự rung lắc dẫn đến lật đổ này không phải là làm chậm tốc độ di chuyển của va li, mà phải để kéo vali chuyển động nhanh hơn. Theo Courrech du Pont, điều này là do chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến của vali chuyển động cùng nhau. Do vậy, khi chiếc va li được kéo nhanh hơn, có nghĩa là nó được truyền thêm năng lượng cho chuyển động tịnh tiến khiến nó thắng năng lượng của chuyển động quay, điều này giúp giữ chiếc vali hành lý không bị lật nghiêng hay chệch hướng không mong muốn.

Nhà vật lí François Petrelis tại École Normale Supérieure, Paris - người không tham gia vào nghiên cứu này - nhận xét: "Đây là một nghiên cứu rất quan trọng, bao gồm các thí nghiệm và lý thuyết về một vấn đề mà hàng ngày có thể xảy ra đối với bất cứ ai mang hành lý khi di chuyển. Điều này chỉ ra rằng có rất nhiều vấn đề - trong đó có cả những mối bận tâm hàng ngày của chúng ta - vẫn đang chờ đợi được giải đáp. Điều này có nghĩa còn rất nhiều vấn đề vẫn chưa được giải quyết. Những sinh viên trẻ đôi khi cảm thấy rằng hầu hết các phát hiện quan trọng đã được khám phá. Điều này có thể đúng ở một số khía cạnh của vật lý, nhưng trong hầu hết các lĩnh vực, có rất nhiều vấn đề vẫn chưa tìm được câu trả lời".

Courrech du Pont nói những phát hiện này có thể giúp các nhà nghiên cứu mô phỏng và thiết kế những chiếc vali kéo tốt hơn và hiệu quả hơn. Chúng ta sẽ không còn phải bận tâm và bị ngắt quãng bởi việc vali bị lật mỗi khi di chuyển tại sân bay. Courrech du Pont cũng cho biết hiện ông đang muốn nghiên cứu để hiểu rõ hơn về nguyên tắc chuyển động của người trượt ván.

Mặc dù va li kéo và hoạt động trượt ván có vẻ rất khác nhau, Courrech du Pont vẫn rất chú ý đến sự ảnh hưởng của những chuyển động quay mà người trượt ván tạo ra tới chuyển động tịnh tiến về phía trước của họ. – tương tự như mối liên hệ giữa hai loại chuyển động ông đã nghiên cứu trong trường hợp của những chiếc vali kéo của chúng ta.

Courrech du Pont và các đồng nghiệp đã trình bày chi tiết những phát hiện của họ vào ngày 21 tháng 6 trên tạp chí Proceedings of the Royal Society A.