Đo chiều cao tòa nhà bằng phong vũ biểu – Sự khác nhau giữa học vẹt và học hiểu

Chưa có bình luận

Một đề thi hết môn vật lý của trường đại học Copenhagen đại loại như sau: “Hãy chỉ ra cách xác định chiều cao của một tòa nhà bằng một cái phong vũ biểu”.

(phong vũ biểu, tiếng anh: barometer, còn gọi là khí áp kế, là thiết bị đo áp suất khí quyển)

Năm đó, một sinh viên bị đánh trượt vì lời giải: “Buộc một sợi dây vào chiếc phong vũ biểu, sau đó thả từ tầng thượng tòa nhà xuống mặt đất. Độ dài của sợi dây cộng với chiều dài của chiếc phong vũ biểu sẽ là chiều cao của tòa nhà.”

Khi sinh viên đó đề nghị phúc tra, nhà trường cho rằng đáp án của anh ta thực ra là đúng, nhưng chưa áp dụng kiến thức vật lý nào ra hồn, nên quyết định cho học sinh đó 10 phút để thi lại, vấn đáp trực tiếp với hội đồng chấm thi.

Niels Bohr, giải nobel vật lý năm 1922.

Trong 9 phút đầu cậu sinh viên ngồi im lặng suy nghĩ và viết. Khi giáo viên nhắc rằng thời gian đã gần hết, cậu trả lời:

– Cách thứ nhất, nếu tòa nhà có thang thoát hiểm bên ngoài, có thể áp cái phong vũ biểu rồi vạch phấn lên tường từng phát từ mặt đất đến tầng thượng. Chiều cao tòa nhà bằng tổng số vạch phấn nhân với chiều cao cái phong vũ biểu. Học sinh cấp 1 cũng tính được.

– Cách thứ hai, nếu đang có nắng, các thầy có thể đo chiều cao của cái phong vũ biểu sau đó đặt thẳng đứng và đo bóng đổ của nó. Sau đó các thầy đo chiều dài bóng đổ của tòa nhà. Công thức tính hình tam giác đồng dạng để tìm ra chiều cao tòa nhà chắc học sinh cấp 2 cũng tính được.

– Cách thứ ba, các thầy có thể mang cái phong vũ biểu lên trên tầng thượng, thả nó và bấm giờ nó rơi chạm đất. Chiều cao của cao ốc bằng 1/2 gia tốc trọng trường nhân với thời gian rơi bình phương. Học sinh cấp 3 cũng làm được. Nhưng em nghĩ các thầy không nên làm thế, lãng phí, vì cái phong vũ biểu sẽ bị vỡ nát.

– Cách thứ tư, nếu các thầy chỉ đơn thuần muốn một cách tẻ nhạt và chính thống về câu trả lời mà các thầy đang chờ đợi, tất nhiên có thể dùng cái phong vũ biểu để đo áp suất khí quyển tại nóc nhà và tại mặt đất, và sau đó quy đổi theo công thức từ milibar sang mét để có chiều cao của tòa nhà, y như những sinh viên hàng năm các thầy vẫn dạy.

– Cách thứ năm, các thầy có thể buộc một sợi dây ngắn vào cái phong vũ biểu và đu đưa nó giống như con lắc, trước hết ở mặt đất và sau đó ở trên mái tầng thượng. Chiều cao được tính ra bằng các tính toán dài và phức tạp mà có thể các thầy chưa chắc đã hiểu được, em đã viết sẵn trong tập giấy này.

– Cách thứ sáu, chả cần phải học bất cứ trường lớp nào, bất cứ ai cũng có thể gõ cửa và hỏi chính người chủ tòa nhà “tôi sẽ tặng ngài chiếc phong vũ biểu này chỉ để ngài cho tôi biết chiều cao của tòa nhà”.

Cậu sinh viên đó tên là Niels Henrik David Bohr, ông là nhà vật lý đặt nền tảng cho lý thuyết cấu trúc nguyên tử và cơ học lượng tử, khôi nguyên Nobel Vật lý năm 1922.

Bình luận: