Tại sao kim loại phát ra tiếng rít?
Với trường hợp bản lề cửa, tiếng rít có thể được xử lý bằng cách thêm chất bôi trơn, nhưng cách này không thể áp dụng với tàu điện ngầm.
Tiếng rít của bản lề cửa hay của tàu điện ngầm khi vào khúc cua gấp có thể khiến người nghe rùng mình. Vậy tại sao kim loại lại phát ra những âm thanh này? Lý do liên quan đến sự biến đổi định kỳ giữa việc bám và trượt lên nhau của các mảnh kim loại. Độ cứng và đặc của vật liệu này cũng khiến tiếng rít trở nên lớn hơn.
Tàu điện ngầm có thể phát ra tiếng rít gây khó chịu. (Ảnh: DougSchneiderPhoto).
Hiện tượng bám xảy ra khi chất bôi trơn trên kim loại, như dầu hoặc nước, bị ép ra dưới áp lực tiếp xúc cao, theo Yip-Wah Chung, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Đại học Northwestern. Sự trượt và bám cũng xảy ra khi miết ngón tay xuống cửa sổ kính. Ma sát là yếu tố then chốt, nhưng chỉ giúp giải thích cho phần bám. "Chính sự thay đổi luân phiên giữa bám và trượt tạo ra tiếng rít", ông nói.
Sự trượt và bám khiến các vật liệu kim loại rung và phát ra tiếng, Chengzhi Shi, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Michigan, giải thích. Có thể so sánh điều này với gảy dây đàn guitar. Khi bám và trượt, kim loại sẽ rung. Tần suất và cường độ rung cũng phụ thuộc vào hình dạng và vật liệu kim loại. "Chính trạng thái rung khi bị ma sát kích thích của kim loại đã tạo ra tiếng rít mà chúng ta nghe thấy", Shi nói.
Các vật liệu khác cũng cộng hưởng theo cách này, nhưng kim loại phát ra âm thanh đặc biệt lớn, theo Naresh Thadhani, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Viện Công nghệ Georgia. "Kim loại thường đặc hơn và có độ cứng cao, mang lại cho chúng một số tính chất nhất định làm tăng hiệu ứng âm thanh và độ vang", Thadhani giải thích. Nói cách khác, chúng tạo ra sóng âm di chuyển nhanh hơn với biên độ lớn hơn. Thadhani cũng cho biết, tiếng rít của tàu điện ngầm lớn hơn nhiều so với bản lề cửa do áp lực, tốc độ và kích thước lớn hơn sẽ gây ra tiếng rít lớn hơn.
"Có hai cách để loại bỏ tiếng rít. Cách thứ nhất là giảm tải trọng ở điểm tiếp xúc. Cách còn lại là tăng độ bôi trơn", Chung nói. Với bản lề cửa, người ta có thể bổ sung chất bôi trơn như WD-40 để giảm ma sát. Tuy nhiên, trong trường hợp tàu điện ngầm, tiếng rít lại cần thiết.
"Chính sự ma sát tăng thêm giúp tàu dừng và tăng tốc tốt hơn đã gây ra tiếng rít", Hyers nói. Loại bỏ ma sát bằng cách bôi trơn đường ray giúp hạn chế âm thanh khó chịu, nhưng đồng thời có thể khiến tàu gặp nguy hiểm.
Tại sao con người có 5 ngón tay chứ không phải là 4 hay 6 ngón?
Trong thế giới xung quanh có rất nhiều sự vật và hiện tượng chúng ta thường coi là hiển nhiên mà không suy nghĩ về nguyên nhân của chúng.
Vì sao không thể đưa đất trên sao Hỏa về Trái đất?
Vào ngày 4/7/1997, sứ mệnh Pathfinder của NASA đã đưa tàu thám hiểm Sojourner vượt qua hành trình 120 triệu dặm, kéo dài 7 tháng, để đến Sao Hỏa. Đã gần 30 năm trôi qua, tại sao chúng ta vẫn chưa mang được những mẫu đất trên Sao Hỏa về Trái Đất?
Bộ bài Tổ Tôm xuất xứ từ Nhật Bản, nhưng vì sao người Nhật lại không biết chơi?
Các nhân vật trong bộ bài Tổ Tôm mặc trang phục thời Edo. Nhiều hình ảnh mang đặc trưng Nhật Bản. Nhưng người Nhật hoàn toàn không biết đến trò chơi này.
Vì sao phần lớn loài người thuận tay phải?
Cứ 10 người thì 9 thuận tay phải - một sự mất cân bằng mà các nhà nghiên cứu đã cố gắng giải thích trong nhiều thập kỷ qua những vẫn chưa có kết quả cụ thể.
Vì sao con cá sấu bị xích, treo lủng lẳng trên trần nhà thờ suốt 500 năm?
Một nhà thờ ở Italia từ nhiều năm nay trở thành điểm du lịch hút khách bởi có sự xuất hiện của một con cá sấu bị xích, treo lủng lẳng trên trần suốt 500 năm
Tại sao chưa bao giờ chúng ta tìm thấy lửa ngoài Trái đất?
Kiểm soát lửa được coi là một trong những thành tựu nổi bật của loài người. Sự tồn tại của lửa cũng là một trong những điều đặc biệt đối với Trái đất.
