(Khoa học kì thú)Nguyên nhân khiến đường dây điện bị võng xuống

Dây điện khi treo trên cột điện luôn bị võng xuống. Ảnh: Wired.

Giả sử chúng ta treo hai đầu của một sợi dây điện vào hai điểm theo chiều nằm ngang. Tổng các lực trên sợi dây điện phải bằng vector không, vì nó đang ở trạng thái cân bằng. Điều này nghĩa là tổng các lực ở hai đầu sợi dây điện phải bằng độ lớn của lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn tác động lên sợi dây điện vì nó có khối lượng, theo Wired.

Vậy các lực tác động lên một phần nhỏ của dây điện như thế nào? Chúng ta hãy tưởng tượng có thể cô lập một mảnh nhỏ của dây điện gần vị trí giữa, nơi sợi dây điện võng xuống nhiều nhất. Vì phần dây điện này cũng ở trạng thái cân bằng, nên tổng các vector lực tác động lên mảnh dây điện bằng vector không.

Sợi dây điện bị tác động bởi hai lực căng T và trọng lực của Trái Đất. Ảnh: Wired.

Chúng ta thấy rằng, có tất cả ba lực tác động lên đường dây điện. Lực hấp dẫn kéo hướng xuống dưới, với cường độ phụ thuộc vào giá trị của trường hấp dẫn và khối lượng dây điện. Hai lực còn lại là lực căng T của sợi dây, nằm ở vị trí tiếp tuyến đối với đường võng dây điện.

Nhìn thấy điều này, bạn sẽ hiểu tại sao dây điện phải võng xuống. Bởi vì dây điện có khối lượng và lực hấp dẫn kéo nó xuống, phải có thành phần lực căng T hướng lên trên để giữ cho sợi dây điện đứng yên. Một sợi dây điện nằm ngang sẽ không có lực hướng lên trên để cân bằng với lực hấp dẫn hướng xuống dưới.

Chúng ta có thể tăng độ căng của sợi dây điện để làm giảm độ võng của nó. Nhưng sợi dây điện sẽ không bao giờ nằm ngang hoàn toàn.

Lê Hùng

Nơi đón những câu hỏi khoa học kì thú chưa lời giải đáp thỏa đáng của các bạn. Chúc các bạn một ngày vui!