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 bàn bi-da thường có màu xanh lá hay xanh lam?
Sự thật rất thú vị, nó vừa liên quan đến nguồn gốc của trò chơi này lẫn hạn chế của truyền hình khi xưa.
Vì sao mộ thường được đắp thành hình tam giác? Đọc xong mới biết người xưa thông minh thế nào!
Quan tài chôn dưới đất, tại sao trên mặt đất lại phải đắp thêm một gò đất hình tam giác? Nguyên nhân phía sau thể hiện sự thông minh của người xưa.
Tại sao máy bay sử dụng Mach thay vì km để mô tả tốc độ?
Không giống như km hay dặm, Mach được đo bằng tốc độ âm thanh. Vậy tại sao máy bay lại chọn Mach thay vì km thông thường?
Vì sao Từ Hi Thái hậu mỗi ngày ăn 20 quả trứng nhưng đầu bếp phải chuẩn bị tới 500 quả?
Dù Từ Hi Thái hậu chỉ ăn 20 quả trứng mỗi ngày nhưng những người đầu bếp lại mua và chuẩn bị 500 quả. Vậy, số trứng còn lại là dành cho ai?
Bí ẩn của sinh học: Tại sao không thể chế tạo máy bay có đôi cánh giống như chuồn chuồn?
Mặc dù con người đã chế tạo thành công nhiều loại robot sinh học khác nhau nhưng vẫn còn một bí ẩn khiến các nhà khoa học bối rối.
Vì sao bầu trời ban đêm lại có màu đen?
Một câu hỏi nghe chừng rất ngớ ngẩn về một sự thật hiển nhiên, mặc dù vậy không phải ai cũng hiểu rõ về nó.
