Lý giải định luật bảo toàn năng lượng chỉ với một đồng xu, vị phó giáo sư này giải thích dễ đến mức trẻ con cũng hiểu được

Lý giải định luật bảo toàn năng lượng chỉ với một đồng xu, vị phó giáo sư này giải thích dễ đến mức trẻ con cũng hiểu được
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Vì sao? Chả lẽ ta cũng có cả định luật bảo toàn tiền bạc?

Năng lượng là câu trả lời của rất nhiều vấn đề hiện nay, từ chiếc điều khiển điều hòa hết pin cho tới những khu vực công nghiệp khổng lồ cung cấp việc làm cũng như sản phẩm cho hàng triệu người. Vậy năng lượng là thứ kì diệu gì?

Đó là câu hỏi khó, vậy nên ta sẽ trả lời nó dựa vào ba anh chàng A, B và C dưới đây. Tôi hoàn toàn có thể đặt là X, Y và Z nhưng tôi không thích thế, và một phần nhỏ là do nguyên bản của bài viết này trên tạp chí Wired của phó giáo sư vật lý Rhett Allain tại Đại học Đông Nam Louisiana đặt tên họ là Alby, Bobby và Cami.

Và đây là câu chuyện của 3 chàng trai ấy:

Alby có 10 USD và cho đi hết hai người còn lại. Bobby có 5 USD và Cami thì có được 4,99 USD.

Có một xu thiếu, không biết ai lấy mất nhỉ? Nó đi đâu rồi? Khi mà Alby hào phóng cho tiền các bạn, có lẽ đồng xu ấy đã rơi đâu mất rồi.

Nhưng kể cả khi Alby đánh rơi nó, đồng xu đó vẫn tồn tại. Tổng tiền cộng vào vẫn đủ 10 USD.

Đây cũng có thể gọi là luật bảo toàn tiền bạc được. Dù chuyện gì xảy ra (mua đồ, làm rơi, hay “biếu” tên trấn lột cùng lớp), thì tổng tiền vẫn không đổi trước và sau sự kiện biến động mất tiền diễn ra. Còn một điều nữa bạn nên biết về tiền, đó là chúng không có thực. Chúng chỉ là công cụ cho phép con người trao đổi thuận tiện hơn và chỉ là chuẩn mực ta đặt ra để so sánh hàng hóa mà thôi. Nhưng mà không có tiền không được ...

Vậy thì tiền thì liên quan gì đến năng lượng và định luật bảo toàn năng lượng? Thực ra thì năng lượng cũng giống tiền. Hãy sử dụng ví dụ dưới, khi mà ấn một quả bóng vào trong một cái ống có sẵn một cái lò xo bên trong, đây sẽ là 3 trạng thái diễn ra:

Lò xo bắn quả bóng lên – Cái lò xo ấy tích trữ năng lượng để làm được hành động này, quả bóng do tác động của năng lượng phát ra bởi cái lò xo đã bắn lên không. Bây giờ đến quả bóng có năng lượng, được gọi là động năng. Khi quả bóng lên tới độ cao cao nhất mà nó có thể với tới, vận tốc của nó trở về 0 và tại điểm đó, quả bóng lại bị lực hấp dẫn kéo xuống.

Bây giờ, nếu như bạn tính năng lượng có thể có trước khi lò xo bắn quả bóng ra, có thể số đo ấy bằng 10 Joule (J). Khi phóng ra, có thể nó chỉ còn có 9J động năng và 1J thuộc năng lượng của lực hấp dẫn do quả bóng lúc này đang ở trên cao. Khi mà quả bóng đang leo đến độ cao cao nhất, nó có ít động lượng hơn năng lượng từ lực hấp dẫn. Khi nó đã leo đến mức cao nhất, nó có đủ 10J năng lượng tiềm tàng của lực hấp dẫn.

Loại lực thay đổi liên tục, nhưng tổng số đo của lực lại là một hằng số. Lực cũng như tiền, chúng đều được bảo toàn.

Bây giờ hãy lấy một ví dụ khác, nhỏ bé hơn. Hạt nhân của một nguyên tử thường là một sự kết hợp của các proton và các neutron. Nguyên tố carbon 14 có tất cả 6 proton và 8 neutron, nhưng nó không hoàn toàn ổn định. Theo thời gian, nguyên tử carbon 14 sẽ bị phân rã phóng xạ, qua một quá trình mang tên phân rã beta. Việc phân rã này để lại một nguyên tử nitro được gọi là nitro 14 và một electron duy nhất. Chúng đều có động lượng, bởi lẽ khối là một loại năng lượng nữa, một thứ năng lượng thuộc công thứ E = mc2 nổi tiếng.

Đây là phần thú vị này. Dựa trên sự khác biệt của khối carbon và khối nitro, ta có thể dựa vào việc phân rã để tìm ra tổng lượng năng lượng. Ta cứ cho nó bằng 10J cho dễ tính. Ta cũng có thể đo đạc tốc độ và tính toán được động năng từ các electron kia. Ví dụ như ta có được giá trị 3,99J từ carbon, thì ta có thể có được 6J từ nitro, vậy là có 0,1J năng lượng không biết đi đâu mất. Vậy có nghĩ là năng lượng không được bảo tồn?

Không phải, có nghĩa là chỗ năng lượng đó đang ở đâu đó nhưng không hề mất đi.

Điều này đã xảy ra trong một thí nghiệm hồi năm 1930, khi mà Wolfgang Pauli – nhà vật lý học người Mỹ gốc Áo-Thụy Điển gợi lên rằng có một hạt khác trong quá trình phân rã beta giữ chỗ năng lượng (đáng giá 0,1J) này. Ông đã đúng, hạt đó mang tên neutrino.

Quả là kì diệu, khi mà con người chỉ nghĩ ra phép tính này bởi vì nó ... tiện lợi cho mình, bởi tổng năng lượng trước và sau khi biến cố xảy ra phải bằng nhau, Nếu như chúng không bằng nhau, ắt hẳn là có một yếu tố bí ẩn gì đó mà ta chưa biết. Ta không hề nghĩ tới việc năng lượng bị mất đi, mà đã cứng đầu khẳng định rằng một thế lực vô hình nào đang cầm giữ chỗ năng lượng thiếu ấy. Thế mà ta đã đúng.

Bầu khí quyển của Trái Đất thay vì 5 lớp thì vẫn còn một lớp nữa mà bạn chưa hề biết tới

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
Bầu khí quyển của Trái Đất thay vì 5 lớp thì vẫn còn một lớp nữa mà bạn chưa hề biết tới
Nó có thể là khó tin, nhưng đối với một phần nào đó của bầu khí quyển, nghiên cứu khoa học vẫn chưa được thực hiện.

Sẽ thế nào khi rau được trồng trong nhà máy, bằng robot, AI và thế hệ nông dân 4.0?

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
Sẽ thế nào khi rau được trồng trong nhà máy, bằng robot, AI và thế hệ nông dân 4.0?
Hơn 1.600 công ty khởi nghiệp đã đầu tư 1,8 tỷ USD vào các nông trại thẳng đứng trong vòng 1 thập kỷ qua.

Thuộc hệ “chăm săn sale” phải nằm lòng chiêu này, vừa sắm được hàng ngon vừa bảo toàn lương đầu tháng!

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
Thuộc hệ “chăm săn sale” phải nằm lòng chiêu này, vừa sắm được hàng ngon vừa bảo toàn lương đầu tháng!
Cứ mỗi dịp đầu tháng, các chương trình giảm giá khởi động thì cũng là lúc các tín đồ mua sắm khoe chiến tích săn sale và chia sẻ cách mua thế nào được hưởng được lợi nhiều nhất.

Warner Bros. hé lộ loạt chi tiết mới trong Godzilla vs. Kong: Hết đánh trên bờ lại lôi nhau xuống biển, chắc chắn có kẻ bại trận, không có chuyện giảng hòa

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
Warner Bros. hé lộ loạt chi tiết mới trong Godzilla vs. Kong: Hết đánh trên bờ lại lôi nhau xuống biển, chắc chắn có kẻ bại trận, không có chuyện giảng hòa
Được biết, tổng thời lượng các phân cảnh đối đầu giữa Godzilla và Kong sẽ lên đến gần 20 phút trong bom tấn này, dự kiến ra mắt vào ngày 31/3 tới đây.

Chính xác thì B.1.1.7 là "dòng", "biến chủng" hay "biến thể" của virus SARS-CoV-2?

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
Chính xác thì B.1.1.7 là "dòng", "biến chủng" hay "biến thể" của virus SARS-CoV-2?
Các nhà sinh học rất muốn báo chí và công chúng sử dụng đúng thuật ngữ chuyên môn của họ.

TopCV - Nền tảng công nghệ tuyển dụng “sát cánh” cùng nhà tuyển dụng

tinybook tinybook 5 tháng 4 ngày
TopCV - Nền tảng công nghệ tuyển dụng “sát cánh” cùng nhà tuyển dụng
Sự phát triển của các nền tảng tuyển dụng đang là cơ hội giúp nhà tuyển dụng tiếp cận được ứng viên dễ dàng hơn và TopCV đang là trở thành sự lựa chọn hàng đầu.

Những diễn viên từng sử dụng công nghệ trẻ hóa để “cưa sừng làm nghé” không hề giả trân trong các bom tấn của Hollywood

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Những diễn viên từng sử dụng công nghệ trẻ hóa để “cưa sừng làm nghé” không hề giả trân trong các bom tấn của Hollywood
Với công nghệ de-aging, các diễn viên sẽ được trẻ hóa một cách đơn giản hơn, chân thực hơn thay vì dành hàng tiếng đồng hồ cho khâu trang điểm và lựa chọn trang phục.

WandaVision: Lý giải về Chaos Magic, ma thuật khủng khiếp của Scarlet Witch với khả năng thay đổi bản chất thực tại

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
WandaVision: Lý giải về Chaos Magic, ma thuật khủng khiếp của Scarlet Witch với khả năng thay đổi bản chất thực tại
Tập phim mới nhất của WandaVision đã chính thức mang đến khái niệm về Chaos Magic - 1 trong những nguồn sức mạnh lâu đời và khủng khiếp nhất trong nguyên tác truyện tranh Marvel.

Thí nghiệm với hai người mất xúc giác chứng minh thế giới chúng ta đang sống không phải là thực tại ảo

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Thí nghiệm với hai người mất xúc giác chứng minh thế giới chúng ta đang sống không phải là thực tại ảo
Tất cả chúng ta không phải là những bộ não bị nhúng trong bình thủy tinh.

Warner Bros. xác nhận sẽ "đập đi xây lại" Superman, Henry Cavill sắp bị cho ra rìa?

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Warner Bros. xác nhận sẽ "đập đi xây lại" Superman, Henry Cavill sắp bị cho ra rìa?
Warner Bros. đã công bố dự án Superman reboot do J.J. Abrams sản xuất, và có thể Henry Cavill sẽ không phải cái tên cho vai chính mà họ đang nhắm đến.

Những con kênh nổi tiếng của Venice đang cạn nước: Hậu quả của biến đổi khí hậu?

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Những con kênh nổi tiếng của Venice đang cạn nước: Hậu quả của biến đổi khí hậu?
Triều cường đã rút cạn các con kênh của thành phố được mệnh danh là lãng mạn nhất châu Âu.

Zulihome - Điểm đến tin cậy cho gia đình Việt muốn mua robot hút bụi thông minh

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Zulihome - Điểm đến tin cậy cho gia đình Việt muốn mua robot hút bụi thông minh
Ngay từ khi thành lập và phát triển, Zulihome đã chứng minh được sự uy tín với khách hàng bằng việc cung cấp robot hút bụi thông minh chính hãng từ các thương hiệu nổi tiếng.

Mày mò tìm kiếm ở thành phố diệt vong Pompeii, các nhà khoa học sửng sốt khi khám phá ra thứ "độc nhất vô nhị" vô cùng quý giá

tinybook tinybook 5 tháng 5 ngày
Mày mò tìm kiếm ở thành phố diệt vong Pompeii, các nhà khoa học sửng sốt khi khám phá ra thứ "độc nhất vô nhị" vô cùng quý giá
Một cỗ xe ngựa 2.000 năm tuổi của người La Mã đã được phát hiện "gần như nguyên vẹn" ở ngoại ô thành phố diệt vong Pompeii.

Những sự thật thú vị và cực dị về Gollum, nhân vật độc đáo nhất của Lord of the Rings cũng như nền văn hóa đại chúng thế giới

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
Những sự thật thú vị và cực dị về Gollum, nhân vật độc đáo nhất của Lord of the Rings cũng như nền văn hóa đại chúng thế giới
Ra đời vào năm 1937 dưới ngòi bút của nhà văn J. R. R. Tolkien trong bộ tiểu thuyết The Hobbit, Gollum có thể coi là 1 nhân vật cực kỳ khác biệt và trở thành nét đặc trưng ấn tượng khó phai trong vũ trụ Lord of the Rings rộng lớn.

WandaVision: Sức mạnh của Wanda là bẩm sinh, không liên quan đến Mind Stone, X-Men đang ở gần MCU hơn bao giờ hết

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
WandaVision: Sức mạnh của Wanda là bẩm sinh, không liên quan đến Mind Stone, X-Men đang ở gần MCU hơn bao giờ hết
Tập phim mới nhất của WandaVision đã hé lộ nguồn gốc sức mạnh của Wanda Maximoff, và nó không bắt nguồn từ Mind Stone như chúng ta vẫn lầm tưởng.

[CHÍNH THỨC] 9 nhóm đối tượng ưu tiên và miễn phí tiêm vaccine COVID-19

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
[CHÍNH THỨC] 9 nhóm đối tượng ưu tiên và miễn phí tiêm vaccine COVID-19
Nghị quyết số 21/NQ-CP ngày 26/2/2021 về mua và sử dụng vaccine phòng COVID-19 nêu rõ 9 nhóm đối tượng ưu tiên tiêm và miễn phí.

Thủ đô Anh Quốc đột nhiên thành "vương quốc chuột", to khổng lồ và nhiều gấp đôi con người: Tại sao có chuyện đó?

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
Thủ đô Anh Quốc đột nhiên thành "vương quốc chuột", to khổng lồ và nhiều gấp đôi con người: Tại sao có chuyện đó?
Người London có thể sẽ sốc khi chứng kiến chuột xuất hiện ở những nơi chưa từng thấy. Lại còn là chuột khổng lồ.

Kinh dị chuyện nhà vệ sinh công cộng thời La Mã, nơi tất cả mọi người chùi chung bằng 1 cái que

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
Kinh dị chuyện nhà vệ sinh công cộng thời La Mã, nơi tất cả mọi người chùi chung bằng 1 cái que
Đó là một cái que buộc bọt biển được 500 anh em truyền tay nhau chùi đến lúc hỏng thì thôi...

Điệp viên nghỉ hưu kể chuyện nghề: Hóa ra những gì chúng ta xem trên phim lâu nay thực sự tồn tại, thậm chí đôi khi còn thú vị hơn thế

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
Điệp viên nghỉ hưu kể chuyện nghề: Hóa ra những gì chúng ta xem trên phim lâu nay thực sự tồn tại, thậm chí đôi khi còn thú vị hơn thế
Điệp viên chắc chắn là một trong những nghề thú vị, đặc biệt, nguy hiểm và khiến mọi người tò mò bậc nhất thế giới.

Siêu thị tại Hà Lan bị doạ tẩy chay vì bán phở Việt “fake”: Trông chẳng khác gì mì trộn, sợi vàng như nghệ, ăn kèm sốt thịt gà

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
Siêu thị tại Hà Lan bị doạ tẩy chay vì bán phở Việt “fake”: Trông chẳng khác gì mì trộn, sợi vàng như nghệ, ăn kèm sốt thịt gà
Nhiều khách hàng bức xúc khi nhìn thấy món phở "quốc hồn quốc tuý" của Việt Nam bị chế tạo theo một phiên bản hoàn toàn khác, thậm chí họ còn kêu gọi tẩy chay chuỗi siêu thị này.

Bill Gates, vắc xin và những chiếc khẩu trang

tinybook tinybook 5 tháng 6 ngày
Bill Gates, vắc xin và những chiếc khẩu trang
Dù đã được tiêm vắc xin chống Covid-19 nhưng tỷ phú từ thiện Bill Gates nói rằng ông vẫn tiếp tục đeo khẩu trang, nhất là khi ở gần những người cao tuổi chưa được tiêm phòng.

"Soi" Joker của Justice League: Đổi giọng, che hình xăm để "lột xác" từ trong ra ngoài

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
"Soi" Joker của Justice League: Đổi giọng, che hình xăm để "lột xác" từ trong ra ngoài
Snyder đã hé lộ tạo hình đầu tiên về Joker trong đoạn trailer mới ra mắt. Không quá lời khi cho rằng Justice League của Snyder có cách tiếp cận hoàn toàn mới về nhân vật này. Sự lột xác này mạnh mẽ đến mức nào?

Đây là cây đinh ba của Aquaman với khả năng phóng nước cực đỉnh, dùng để rửa bát siêu sạch

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
Đây là cây đinh ba của Aquaman với khả năng phóng nước cực đỉnh, dùng để rửa bát siêu sạch
Không quá bá đạo như nguyên tác truyện tranh, nhưng cây đinh ba của Aquaman này hoàn toàn có thể sử dụng để rửa bát, rửa ô tô hay đấu súng nước với bạn bè.

Bóng tối phía sau ngành công nghiệp anime tỷ USD của Nhật Bản

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
Bóng tối phía sau ngành công nghiệp anime tỷ USD của Nhật Bản
Đại dịch thúc đẩy sự bùng nổ của ngành công nghiệp anime Nhật Bản. Nhưng dù khối lượng công việc và lợi nhuận của ngành tăng lên, các họa sĩ diễn hoạt vẫn nhận mức lương ít ỏi.

[Video] Hé lộ loạt kỹ xảo đỉnh cao giúp Lord of the Rings vẫn đẹp lung linh, không hề "out meta" so với phim ngày nay

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
[Video] Hé lộ loạt kỹ xảo đỉnh cao giúp Lord of the Rings vẫn đẹp lung linh, không hề "out meta" so với phim ngày nay
Dù đã 2 thập kỷ trôi qua nhưng những kỹ xảo trong bộ 3 phim The Lord of the Rings vẫn cứ là đẹp mê hồn và không hề bị lép vế so với các tác phẩm hiện tại

WandaVision: Những đoạn quảng cáo vô thưởng vô phạt, vô vị vô duyên hóa ra lại liên quan rất mật thiết đến Wanda

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
WandaVision: Những đoạn quảng cáo vô thưởng vô phạt, vô vị vô duyên hóa ra lại liên quan rất mật thiết đến Wanda
Những đoạn quảng cáo trong WandaVision có thể coi là easter egg nhỏ liên quan đến quá khứ, hiện tại và cả tương lai của nữ pháp sư quyền năng Wanda Maximoff.

Trailer Army of the Dead lên sóng: Mãn nhãn với phi vụ cướp nhà băng gay cấn giữa trung tâm đại dịch zombie

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
Trailer Army of the Dead lên sóng: Mãn nhãn với phi vụ cướp nhà băng gay cấn giữa trung tâm đại dịch zombie
Dưới bàn tay của đạo diễn Zack Snyder, Army of the Dead sẽ là 1 luồng gió mới lạ cho dòng phim zombie vốn đã quá quen thuộc với khán giả thế giới.

Bí mật ẩn sau 6 chiếc ghế luôn 'cháy vé' của hãng hàng không Singapore Airlines

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
Bí mật ẩn sau 6 chiếc ghế luôn cháy vé của hãng hàng không Singapore Airlines
Không phải hạng ghế thương gia, trên chiếc Airbus A350-900ULR của hãng Singapore Airline luôn có 6 chỗ ngồi được các hành khách tranh giành nhau mỗi khi đặt chỗ.

Dàn diễn viên Spider-Man hé lộ tên phần phim tiếp theo: Mỗi người 1 tiêu đề, không rõ là đang troll khán giả hay "tung thính" cho đa vũ trụ

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
Dàn diễn viên Spider-Man hé lộ tên phần phim tiếp theo: Mỗi người 1 tiêu đề, không rõ là đang troll khán giả hay "tung thính" cho đa vũ trụ
Chưa ra mắt nhưng Spider-Man 3 đã biết cách "bắt lú" fan hâm mộ rồi.

WandaVision: Cô hàng xóm thân thiện Agnes hiện nguyên hình phản diện, nhưng nhiều khả năng vẫn chưa phải trùm cuối

tinybook tinybook 5 tháng 1 tuần
WandaVision: Cô hàng xóm thân thiện Agnes hiện nguyên hình phản diện, nhưng nhiều khả năng vẫn chưa phải trùm cuối
Cú twist đến sái cổ trong tập mới nhất của WandaVision đã hé lộ Agnes thực chất chính là phù thủy Agatha Harkness, nhưng rất có thể đằng sau đó vẫn còn 1 thế lực đen tối khác đang giật dây để phá hoại cuộc đời của Wanda.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat