Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 21/04/2006 00:29 (GMT+7)

Hiểm họa từ những đoạn đường cong

Có thể đưa ra những đoạn đường cong thường xuyên xảy ra tai nạn do lực ly tâm. Thứ nhất, đó là đoạn cong từ thành phố Thái Bình về thị trấn Diêm Điền. Có thời gian, trên quãng đường này xảy ra đến 20 vụ tai nạn cùng một hiện tượng: Xe máy, ôtô đều bị đẩy về một phía bên đường, đập vào cây hoặc đẩy xuống ruộng, gây hỏng xe và tử vong cho người điều khiển và những người trên xe.


Đoạn đường sắt cong trên đèo Lăng Cô cũng ở vào tình trạng đó, bán kính cong không thay đổi, nhưng thời gian chạy tàu được khuyến khích giảm dần nên tốc độ tàu chạy tăng lên, lại không có những cảnh báo, hạn chế tốc độ cụ thể, chi tiết, tai nạn là khó tránh khỏi.


Các thành phần của lực ly tâm

Các thành phần của lực ly tâm

Đặc biệt nhất có lẽ là tuyến Pháp Vân - Cầu Giẽ, đoạn đường thường xảy ra các vụ tai nạn lạ thường trong thời gian qua. Một số ý kiến cho rằng, nguyên nhân do địa điện từ gây ra. Tuy nhiên,theo tiến sĩ Hà Duyên Châu, Phó Viện trưởng Viện Vật lý địa cầu, khó có thể khẳng định nguyên nhân gây ra các vụ tai nạn là do trường điện từ, vì chỉ có bão từ xảy ra với cường độ mạnh mới ảnh hưởngđến sức khỏe con người. Ông Châu nói: "Theo tôi, trên đoạn đường Pháp Vân - Cầu Giẽ nếu có vấn đề về từ trường thì đó chỉ là những dị thường về từ trường mà thôi, không có liên quan đến việc lái xean toàn".


Những tai nạn dị thường trên đoạn đường Pháp Vân - Cầu Giẽ là do lực ly tâm gây nên. Nguyên nhân chính là do nền đường không vững, sụt lún nhiều làm cho mặt đường vồng lên, lõm xuống, không phẳng. Nguy hiểm hơn nữa là đoạn vồng lên, lõm xuống nối tiếp nhau. Đứng ở phía bên đường, nhìn dọc theo tuyến rất dễ nhận ra những đoạn đường kiểu này. Nếu ôtô hoặc xe máy chạy với tốc độ cao trên những đoạn đường như thế này sẽ tạo ra lực ly tâm đứng, tác động vào xe. Khi xe đi từ đoạn vồng lên sang đoạn lõm xuống, trọng lượng xe đang từ nhẹ bỗng trở lên rất nặng, tự như ta nhồi quả bóng, khiến xe trở nên bất định, bị lắc và lăng sang ngang. Quy trình này lặp đi lặp lại liên tiếp vài lần thì tai nạn xảy ra là điều dễ hiểu.


Để làm rõ vấn đề này, dưới đây xin nêu ra cách tính toán cụ thể lực ly tâm, phát sinh khi xe chạy trên đoạn đường cong. Có hai loại đường cong là cong trên mặt bằng và cong trên mặt phẳng đứng. Ở hai loại đường cong này tuy lực ly tâm khi xe chạy là một, nhưng chiều của lực so với mặt phẳng ngang là khác nhau.


Đoạn đường cong trên mặt phẳng nằm ngang


Khi xe chạy trên đoạn đường cong, sẽ xuất hiện một lực ly tâm có điểm gốc là trọng tâm xe, phương nằm ngang, chiều hướng từ tâm của đoạn cong ra ngoài. Độ lớn của lực ly tâm bằng khối lượng xe nhân với bình phương của vận tốc và chia cho bán kính cong của đoạn đường.


Ví dụ, một xe có khối lượng là 5.000 kg, chạy trên đoạn đường cong có bán kính cong là 50 m. Tốc độ xe chạy là 50 km/h, tức 13,88 m/s, bình phương của vận tốc là 192,9 (m/s). Lực ly tâm khi đó sẽ là 19.290 N, đẩy vào trọng tâm xe theo phương nằm ngang, theo chiều từ tâm của đoạn đường cong hướng ra ngoài. Ngoài lực ly tâm, xe còn có trọng lực. Trọng lực bằng khối lượng xe nhân với gia tốc trọng trường (g=10 m/s2). Lực ly tâm và trọng lực tạo thành một hợp lực.


Hợp lực này cũng xuất phát từ trọng tâm xe kéo xuống theo một phương nghiêng, điểm chạm với mặt đường sẽ có khoảng cách đến tim của mặt đế xe bằng độ cao của trọng tâm xe trên mặt đường nhân với tỷ số của lực ly tâm với trọng lực xe. Như ở ví dụ trên, tỷ số của lực ly tâm với trọng lực xe là 0,39, nếu trọng tâm xe cao hơn mặt đường là 1,5 m thì khoảng cách từ điểm chạm mặt đường của hợp lực đến tim mặt đế là 0,585 m. Trong trường hợp này nếu mặt đế xe có chiều rộng nhỏ hơn hai lần khoảng cách trên, tức là nhỏ hơn 1,17 m thì xe bị đổ về phía đối diện với tâm của đoạn đường cong. Chiều rộng mặt đế xe là khoảng cách giữa hai mặt ngoài của bánh xe.


Cũng với trường hợp này, nếu xe chạy với vận tốc 80 km/h, tức là 22,22 m/s, lực ly tâm sẽ tăng lên gần gấp đôi và bằng 49.372 N. Điểm chạm mặt đường của hợp lực sẽ cách tim bản đế xe 1,5 m. Nếu chiều rộng của xe nhỏ hơn 3 m thì xe sẽ bị đổ.


Như vậy có thể đưa ra 4 yếu tốc tác động tới hiện tượng lật xe. Thứ nhất, tốc độ càng cao càng nguy hiểm, như đã thấy ở ví dụ trên, tốc độ xe tăng 60%, lực ly tâm tăng 160%. Thứ hai, bán kính cong của đoạn đường càng nhỏ càng bất lợi. Thứ ba, xe càng chất nặng, xếp cao càng nguy hiểm, vì trọng tâm xe càng cao so với mặt đường. Cuối cùng, chiều rộng đế càng hẹp xe càng dễ đổ.


Điều này giải thích tai nạn đổ tàu E1, vì tuy bán kính cong của đường sắt thường không nhỏ hơn 100 m, nhưng khoảng cách giữa hai thanh ray tức là chiều rộng của mặt đế lại hẹp, thường không quá 1,2 m, nên hợp lực của trọng lực và lực ly tâm dễ kéo ra ngoài mặt đế, gây đổ tàu. Do đó, ở đoạn đường ray có bán kính cong 100 m, thường phải hạn chế tốc độ dưới 60 km/h. Nếu chạy quá 60 km/h thì tai nạn xảy ra là khó tránh khỏi.


Đoạn đường cong theo mặt phẳng đứng:


Hình mô tả lực ly tâm khi đi vào đoạn đường cong

Hình mô tả lực ly tâm khi đi vào đoạn đường cong

Đây là đoạn đường có tuyến thẳng trên mặt bằng, nhưng bị uốn vồng lên hoặc lõm xuống, trường hợp này lực ly tâm vẫn tính như trên và xuất phát từ trọng tâm xe, nhưng có phương thẳng đứng, cóchiều từ dưới lên trên nếu đường cong vồng lên. Còn chiều từ trên xuống dưới, nếu đường cong lõm xuống.


Với ví dụ xe có khối lượng 5.000 kg, chạy với tốc độ 60 km/h trên đoạn đường cong theo mặt phẳng đứng, vồng lên, với bán kính cong 50 m. Trường hợp này, lực ly tâm bằng 27.750 N, nhưng có chiều thẳng đứng từ dưới lên trên. Trọng lực xe vẫn tính như trên bằng 50.000 N. Do lực ly tâm và trọng lực ngược chiều nên trọng lực xe còn 22.250 N, tức là xe nhẹ đi quá nửa, xe sẽ có hiện tượng như đi trên đường trơn, hệ số ma sát nhỏ đi quá nửa, dễ bị trượt sang ngang do tay lái đột nhiên nhẹ bỗng. Cũng trường hợp này, nếu xe chạy với tốc độ 80 km/h, lực ly tâm sẽ bằng 49.327 N, nghĩa là xấp xỉ bằng trọng lực. Lúc này hầu như xe không bám đường nữa, giống như bị nhấc bỗng lên, tay lái mất tác dụng và xe hoàn toàn bất định, bị lăng sang ngang theo quán tính.


Nguồn: vnexpress.net 11/4/2006

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Đảng ủy VUSTA trang trọng tổ chức Lễ trao tặng Huy hiệu Đảng và Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ (mở rộng)
Ngày 27/3, Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức Lễ trao tặng Huy hiệu Đảng đợt 03/02/2026 và Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ (mở rộng). Sự kiện không chỉ là dịp ghi nhận những cống hiến của các đảng viên lão thành mà còn là diễn đàn quan trọng đánh giá kết quả công tác Quý I, nhiệm vụ trọng tâm Quý II/2026 của Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam.
VUSTA kỷ niệm 43 năm Ngày thành lập, đánh dấu một hành trình kiến tạo và cống hiến bền bỉ
Chiều ngày 26/3, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã long trọng tổ chức Lễ kỷ niệm và chuỗi các hoạt động đặc biệt chào mừng kỷ niệm 43 năm Ngày thành lập (26/3/1983 - 26/3/2026). Sự kiện là dấu mốc ý nghĩa ghi dấu hành trình hơn bốn thập kỷ kiến tạo và cống hiến của VUSTA – ngôi nhà chung của đội ngũ trí thức KH&CN Việt Nam.
Bí thư Đảng uỷ VUSTA Châu Văn Minh thăm và làm việc với Quỹ Hỗ trợ Sáng tạo Kỹ thuật Việt Nam (VIFOTEC)
Chiều ngày 25/3, GS.VS. Châu Văn Minh – Đại biểu Quốc hội khóa XVI, Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) dẫn đầu đoàn công tác đã đến thăm và làm việc với ban lãnh đạo cùng đội ngũ cán bộ, người lao động của Quỹ Hỗ trợ Sáng tạo Kỹ thuật Việt Nam (VIFOTEC).
Bài viết của Tổng Bí thư Tô Lâm: Thanh niên với tương lai đất nước
Ngày 26/3/2026 đánh dấu kỷ niệm tròn 95 năm ngày thành lập Đoàn TNCS Hồ Chí Minh (26/3/1931 - 26/3/2026). Đây là dịp để thế hệ trẻ ôn lại truyền thống vẻ vang và khẳng định trí tuệ, trách nhiệm và tinh thần đổi mới trong kỷ nguyên vươn mình của dân tộc. Nhân sự kiện trọng đại này, Tổng Bí thư Tô Lâm đã có bài viết với tiêu đề "Thanh niên với tương lai đất nước".
Xây dựng Cổng dữ liệu mở VUSTA: Từ "lưu trữ" đến "tạo giá trị"
Sáng ngày 24/3, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã tổ chức Hội thảo “Góp ý cho Cổng dữ liệu mở của VUSTA”. Hội thảo là bước đi chiến lược của VUSTA trong việc hiện thực hóa mục tiêu xây dựng hệ sinh thái dữ liệu dùng chung, hướng tới nền tảng tri thức số quốc gia.
Thông báo Kết luận của Tổng Bí thư tại Phiên họp chuyên đề về công nghệ chiến lược
Cơ quan Thường trực Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số (Ban Chỉ đạo) vừa ban hành Thông báo số 22-TB/CQTTBCĐ ngày 20/3/2026 về Kết luận của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Phiên họp chuyên đề về công nghệ chiến lược của Thường trực Ban Chỉ đạo.
Thủ tướng Phạm Minh Chính gặp gỡ cán bộ, nhân viên Đại sứ quán và cộng đồng người Việt Nam tại Liên bang Nga
Tối 22/3, ngay sau khi tới Thủ đô Moscow, bắt đầu chuyến thăm chính thức Liên bang Nga, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính và đoàn công tác đã gặp gỡ các cán bộ, nhân viên Đại sứ quán Việt Nam và đông đảo bà con kiều bào đang sinh sống, học tập và làm việc tại Liên bang Nga.
GS.VS. Châu Văn Minh trúng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI
Chiều ngày 21/3, tại buổi họp báo quốc tế công bố kết quả bầu cử, Hội đồng Bầu cử quốc gia đã chính thức công bố danh sách 500 đại biểu trúng cử vào cơ quan quyền lực Nhà nước cao nhất nhiệm kỳ mới. GS.VS. Châu Văn Minh, Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trúng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI.
VUSTA làm việc với Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (VNSC)
Chiều ngày 20/3, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã có buổi thăm quan và tham gia sinh hoạt khoa học tại Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (VNSC) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Đây là hoạt động ý nghĩa nhằm tăng cường sự kết nối giữa các chuyên gia, trí thức VUSTA với đơn vị nghiên cứu công nghệ cao hàng đầu của đất nước.