Bản dịch tự động sơ bộ, chất lượng thấp: có thể còn lỗi và câu chữ chưa tự nhiên. Bản này sẽ được thay bằng bản dịch tốt hơn. Bản gốc →
58
Edgar Poe có một câu chuyện giả tưởng tương đối không quan trọng, “Cuộc phiêu lưu phi thường của một Hans Pfaal nào đó”.
Người anh hùng của câu chuyện này đã có một khám phá đáng kinh ngạc - anh ta thu được một loại khí đặc biệt, mật độ của nó nhỏ hơn 37,4 lần so với mật độ của hydro. Một quả bóng chứa đầy khí như vậy có lực nâng không đúng. Với sự giúp đỡ của anh ấy, Hans Pfaal thậm chí còn lên được Mặt trăng.
Chúng tôi sẽ không chứng minh rằng chất khí nhẹ hơn hydro không tồn tại trong tự nhiên - đây là điều đã được hứa hẹn. (Bạn có thể giải thích tại sao điều này là không thể không?) Nhưng bài toán không phải là không có hứng thú: nếu một loại khí như vậy tồn tại thì lực nâng của một quả bóng bay sẽ tăng lên bao nhiêu lần (so với một quả bóng bay chứa đầy hydro)?
Bất chấp sự đơn giản của bài toán, nhiều người không tìm được ngay đáp số đúng. Đây là lúc cần có sự lựa chọn “hợp lý”: vì khí nhẹ hơn hydro 37,4 lần nên lực nâng của nó cũng lớn hơn tương đương lần. Có lẽ Edgar Allan Poe đã mở rộng kết luận cuối cùng này khi viết câu chuyện của mình. Tuy nhiên, người ta cũng tin rằng chính anh cũng trở thành nạn nhân của một lối suy luận sai lầm, bề ngoài vững vàng.
Tuy nhiên, phép tính đơn giản nhất cho thấy mức tăng lực nâng không đáng kể đến mức không thể tính đến được. Hãy kiểm tra xem nó ra. Để làm điều này, chúng ta hãy tìm lực nâng của một quả bóng chứa đầy hydro và một quả bóng chứa đầy khí của Hans Pfaal.
Gọi thể tích không khí trong quả bóng là 1 m³. Mật độ của không khí là 0,00129 g/cm³, hydro là 0,00009 g/cm³ và khí Hans Pfaal là 0,0000024 g/cm³. Chúng ta hãy nhớ lại rằng lực nâng của không khí trong một quả bóng là sự chênh lệch giữa lực nổi, bằng lực hấp dẫn của không khí bị quả bóng chiếm chỗ, và lực hấp dẫn của khí bên trong quả bóng (chúng ta sẽ giả sử rằng vỏ quả bóng là không trọng lượng). Khi đó lực nâng của một quả bóng chứa đầy hydro xấp xỉ 12 N,
Bài viết này thảo luận về hai bài toán hài lòng và được tôn trọng trong vật lý, các thuật ngữ của chúng được lấy từ các tác phẩm văn học.
59
và quả bóng có hơi ga của Hans Pfaal -
12,9 N.
Như vậy, độ tăng lực nâng chỉ khoảng 0,9 N! Kết quả là có thật, rõ ràng là Hans Pfaal (hay Edgar Allan Poe) đã không thèm phát minh ra một loại khí siêu nhẹ kỳ diệu, hơn nữa còn phá vỡ các quy luật của tự nhiên. (Công bằng mà nói, chúng tôi lưu ý rằng vào thời của Edgar Poe, bảng tuần hoàn vẫn chưa được biên soạn.) Toàn bộ vấn đề nằm ở trọng lực nhỏ của hydro. Ngay cả khi có thể tạo ra một loại khí, thậm chí nhẹ hơn hydro hàng nghìn lần, nó vẫn không làm tăng đáng kể lực nâng của một quả bóng bay. Giới hạn của mức tăng như vậy là 0,9 N, lực này tạo thành lực hấp dẫn của chính hydro.
Bây giờ chúng ta hãy nhớ lại câu chuyện khoa học viễn tưởng nổi tiếng của G. Wallace “Sự thật về Pycraft”. Người đàn ông béo vui tính Pycraft, với mong muốn giảm cân một cách say mê, đã uống một loại thuốc tannic của Ấn Độ - và giảm cân hoàn toàn, theo nghĩa đen nhất! Trong nhiều ngày liên tục, anh ta bay dưới trần văn phòng của chính mình mà không ra ngoài, để không bay lên cao như một quả bóng bay. Điều này tiếp tục cho đến khi Pycraft khuyên anh ta đặt mua một bộ trang phục đặc biệt có miếng đệm bằng chì. Trong bộ vest như vậy, đôi giày chì nặng nề và chiếc cặp đựng đầy chì trên tay, cuối cùng anh cũng có được sự thoải mái để bước đi trên phố như những người khác.
Điều này đặt ra câu hỏi: Pycraft cần bao nhiêu chì để có thể đi lại an toàn trên Trái đất? Hãy thực hiện một số tính toán. Giả sử riêng Pycraft nặng 1000 N (khối lượng của anh ta là 100 kg) thì thể tích cơ thể anh ta có thể coi là bằng 0,1 m³. Bị tước đi trọng lượng, Pycraft dường như biến thành một loại khinh khí cầu có cùng thể tích. Lực “nâng” của nó chỉ khoảng 1,3 N!
Và ở đây chúng ta thấy bức tranh về những tai nạn bất hạnh của chiếc Pycraft không trọng lượng, được vẽ bởi trí tưởng tượng hoang dã của nhà văn, mờ nhạt như thế nào! Ngay cả trong bộ quần áo hàng ngày, Pycraft không cần phải lơ lửng dưới trần văn phòng của mình mà có thể, mặc dù không vững vàng lắm, ngồi trên cây thánh giá ở bàn làm việc và thậm chí cẩn thận đi lại quanh phòng (tuy nhiên, tránh những chuyển động đột ngột). Và anh ấy sẽ không cần một bộ đồ chì và đôi bốt chì nào cả - trong quần áo nói chung, và thậm chí mang theo một chiếc cặp nặng trên tay, anh ấy có thể đi bộ dọc đường (tất nhiên, cẩn thận với gió mạnh!), mà không sợ bay lên trời.
Như chúng ta đã thấy, sự “biến động” của Pycraft và những vấn đề mà nó gây ra đã được tác giả phóng đại lên rất nhiều. Tất nhiên, hãy đảm bảo rằng Wells không nhận thấy điều này khi ông viết câu chuyện của mình. Rất có thể, anh ta đã cố tình bỏ qua dữ liệu thu được trong quá trình tính toán để trình bày những sai lầm trong truyện tranh của Pycraft tội nghiệp bằng màu sắc tươi sáng và biểu cảm hơn. Đồng thời, tác giả dường như tin tưởng rằng độc giả, bị cuốn hút bởi câu chuyện gốc, sẽ không bao giờ chú ý đến những cường điệu mà ông đã đưa ra.