Từ điển
Dịch văn bản
 
Từ điển Anh - Việt
Tra từ
 
 
Dịch song ngữ - Khoa học - Công nghệ
Solved: The Mystery of Why It’s Impossible to Pull Apart Interleaved Phone Books
Đã giải: Bí ẩn vì sao không thể giật cho hai cuốn danh bạ điện thoại xếp trang đan xen rời ra
People, trucks and even military tanks have tried and failed the task of pulling apart two phone books lying face up with their pages interleaved, like a shuffled deck of cards. While physicists have long known that this must be due to enormous frictional forces, exactly how these forces are generated has been an enigma – until now.
Con người, xe tải và thậm chí cả xe tăng quân sự đã thử nhưng cũng chẳng thể kéo tách hai cuốn danh bạ điện thoại xếp trang đan xen với nhau - giống như cỗ bài đã xáo ra. Tuy từ lâu các nhà vật lý đã biết đó là do lực ma sát cực lớn gây ra, nhưng chính xác thì làm thế nào mà các lực ma sát này được sinh ra thì vẫn còn là điều bí ẩn - cho đến bây giờ.
A team of physicists from France and Canada has discovered that it is the layout of the books coupled with the act of pulling that is producing the force.

Một nhóm các nhà vật lý của Pháp và Ca-na-đa đã khám phá ra rằng chính thiết kế của sách cùng hành động kéo đã tạo ra các lực ma sát này.
The Power of Approximation



Sức mạnh của Phép gần đúng
Finding an approximate solution to a complex problem is an essential skill in science (and in life). Often we are faced with questions that we can’t answer exactly, but sometimes good enough is, well, good enough. Enrico Fermi, one of the greatest physicists in the 20th century, has given his name to such “Fermi Questions” – as he was famous for encouraging this skill in his students.



Tìm lời giải gần đúng cho một bài toán phức tạp là kỹ năng cần phải có trong khoa học (và trong cuộc sống). Thường chúng ta gặp những câu hỏi không thể trả lời chính xác, nhưng có khi gần chính xác là may lắm rồi. Enrico Fermi, một trong những nhà vật lý xuất sắc nhất của thế kỷ 20, đã được đặt tên cho "những câu hỏi Fecmi" như thế - vì ông nổi tiếng luôn khuyến khích học trò mình phát triển kỹ năng này.
Here’s one example: “How many piano tuners are there in Chicago?”. I have no idea, and I’m not sure Fermi knew either. But by estimating the population of Chicago, the fraction that might play the piano, and how often a piano needs tuning, you can come up with a pretty good guess, without diving into the phone book (it’s probably closer to 100 than to 1,000).

Đây là một ví dụ : "Có bao nhiêu người chỉnh đàn dương cầm ở Chicago? ". Tôi không biết, và tôi cũng chẳng biết Fermi có biết không. Nhưng bằng cách ước tính số dân ở Chicago, tỉ lệ người có thể chơi đàn pi-a-nô, và bao lâu một lần thì cần chỉnh đàn dương cầm, ta có thể nhẩm ra một con số khá đúng, không cần phải vùi đầu trong quyển danh bạ điện thoại (có lẽ khoảng 100 hơn là 1.000 ).
Doing these “back-of-an-envelope” calculations is usually the first step in approaching a scientific question. Sometimes that is as far as you need to go. Sometimes it tells us that the question is worth investigating more to find the exact answer.


Tính toán theo kiểu "gần đúng" này thường là bước đầu tiên khi tiếp cận một bài toán khoa học. Đôi khi cần thì ước tính tiếp. Đôi khi tính như thế làm ta thấy bài toán đáng tìm hiểu thêm hơn là tìm câu trả lời chính xác.
This is exactly what the team investigating the friction of phone books did. The back-of-the-envelope answer is friction between the pages. However, assuming the friction is proportional to the number of pages drastically underestimates the total force that is generated (which seems to rise exponentially with the number of pages). But previous attempts to improve this simple model – by including the effects of gravity and air pressure pushing the pages of the books together – have all failed to explain the result.

Đây đúng là điều mà nhóm các nhà vật lý tìm hiều về lực ma sát của các cuốn danh bạ điện thoại đã làm. Đáp án gần đúng là lực ma sát giữa các trang. Tuy nhiên, việc giả định lực ma sát tỉ lệ thuận với số trang, là đánh giá thấp rất nhiều tổng lực được tạo ra (dường như tăng theo hàm mũ với số trang). Nhưng những cố gắng trước đây muốn cải tiến mô hình đơn giản này - bằng cách gom tác động của trọng lực và áp suất không khí ép các trang sách lại với nhau - đều chẳng lý giải được kết quả này.
Surprisingly Simple


Đơn giản đến không ngờ
So, when the back-of-the-envelope calculation fails, things get serious. In this case, the traction instrument was brought out (think the opposite of a vice), it was used to pull books apart while measuring the force required to do so. But not just any books. Rigorously prepared test books with specific numbers of pages, built from paper sheets of exact dimensions, interleaved to high precision.


Thế nên, khi tính gần đúng này không xong, mọi người bắt đầu nghiêm túc. Trong trường hợp này, người ta loại công cụ kéo sách ra (nghĩ theo chiều hướng tốt), nó được dùng để kéo sách ra trong khi đo lực cần phải làm vậy. Nhưng không phải sách nào cũng được. Sách dùng để thí nghiệm được chuẩn bị kỹ lưỡng, có số trang cụ thể, làm từ các giấy trang có kích thước chính xác, lèn trang thật khít.
Data in hand, a mathematical model was put together, and it turned out to be driven by a surprisingly simple fact. The pages of each book are separated by the interleaving and end up “spreading out”, lying at a slight angle from the spine. When the books are pulled away from each other, the pages want to move back closer together and end up squeezing the interleaved pages from the other book. And gripping something tightly greatly increases the friction.



Dữ liệu trong tay, mô hình toán đã được tập hợp, và hoá ra nguyên nhân của chuyện này là do một thực tế đơn giản đến không ngờ. Trang giấy của mỗi cuốn cách nhau do bị lèn trang nên "xoè ra", lèn sát vào gáy sách. Khi sách bị kéo ra, các trang muốn di chuyển lại sát nhau, nên lại siết lên các trang của cuốn kia đã được lèn vào. Và siết chặt một vật sẽ làm tăng ma sát rất nhiều.
As an example, imagine a person with long hair in a swimming pool. While floating underwater, their hair can spread out – much like the pages of the books are spread out by the interleaving. Then, if our volunteer swims off, their hair will naturally move close together, following their head which is pulling it along. The pages of our books also want to move close together behind the thing pulling them (the spine of the book), but instead just squeeze more tightly on the pages of the other book, which are in the way. Pulling harder on the books only increases the friction.

Ví dụ như, hãy tưởng tượng một người tóc dài trong hồ bơi. Trong khi nổi dưới nước, tóc họ xoè ra - giống trang sách xoè ra vì bị lèn trang. Thế rồi, nếu người tình nguyện của chúng ta bơi ra, tóc của người này sẽ tự nhiên di chuyển vào gần nhau, đi theo đầu đang kéo tóc theo. Trang sách của chúng ta cũng muốn di chuyển sát vào phía sau thứ đang kéo chúng (gáy sách), nhưng thay vào đó, nó sẽ siết chặt hơn trang sách kia, đang cản đường. Kéo sách càng mạnh, lực ma sát càng tăng.
This is an example of the geometrical amplification of friction, or how the layout of the books produces forces far beyond what is expected. Knots are another example, looping a rope around itself greatly increases the friction, resulting in a secure grip. The authors point out the recent resurgence of interest in this kind of problem and the general field of tribology, the study of surfaces in relative motion.

Đây là điển hình của khuếch đại ma sát về hình học, hay cách sắp xếp sách tạo ra lực mạnh ngoài sức tưởng tượng. Một ví dụ khác: các nút thắt cột quanh dây thừng sẽ tăng lực ma sát rất nhiều, làm nút thít chặt. Các tác giả cho biết gần đây mọi người quan tâm nhiều đến loại bài toán này và đến lĩnh vực chung nghiên cứu về ma sát, nghiên cứu các bề mặt trong chuyển động tương đối.
This is being driven by the need to understand the structure and behaviour of new micro and nano-engineered materials, which have impact on many aspects of life from medical applications to solar cells. Interleaved carbon nano-tubes as the material of the future anyone?

Mọi người quan tâm nhiều đến chuyện này là do nhu cầu tìm hiểu cấu trúc và hành vi của các vật liệu ứng dụng micro và nano mới, có ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh của cuộc sống từ ứng dụng y tế cho đến pin mặt trời. Có ai nghĩ đến vật liệu tương lai là các ống các-bon nano lèn nhau không?







 
Đăng bởi: emcungyeukhoahoc
Bình luận
Đăng bình luận
Bình luận
Đăng bình luận
Vui lòng đăng nhập để viết bình luận.
Gửi