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 khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
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.

Tin mới

Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031
Sáng 28/8, Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031 đã diễn ra phiên trọng thể tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Hà Nội. Đồng chí Bùi Thị Minh Hoài - Ủy viên Bộ Chính trị, Bí thư Trung ương Đảng, Bí thư Đảng ủy MTTQ, các đoàn thể Trung ương, Chủ tịch Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam dự và phát biểu chỉ đạo Đại hội.
Tuổi trẻ Liên hiệp Hội Việt Nam hướng tới chào mừng Đại hội IX bằng những công trình thiết thực
Ngày 25/8, Đoàn Thanh niên Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) thực hiện công trình thanh niên hướng tới chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031, gồm hai hoạt động chính là cải tạo, chỉnh trang và gắn biển “Vườn hoa Thanh niên” và số hóa Phòng Truyền thống Liên hiệp Hội Việt Nam.
489 đại biểu chính thức tham dự Đại hội Liên hiệp Hội Việt Nam lần thứ IX
Ngày 24/8 tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức gặp mặt đại diện các cơ quan báo chí, thông tin về Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX, nhiệm kỳ 2026-2031. Theo Ban Tổ chức, Đại hội sẽ diễn ra trong hai ngày 27 và 28/8 tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Hà Nội, với chủ đề “Đoàn kết - Sáng tạo - Đột phá - Phát triển”.
Phú Thọ: Đẩy mạnh truy xuất nguồn gốc, mã số mã vạch và tuân thủ chất lượng sản phẩm
Ngày 21/8/2026, tại Trung tâm Hội nghị tỉnh Phú Thọ, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Phú Thọ, trực tiếp là Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, phối hợp với Hội Mã số Mã vạch Việt Nam tổ chức Hội nghị tuyên truyền, phổ biến kiến thức về truy xuất nguồn gốc, mã số mã vạch, ghi nhãn hàng hóa và công bố tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm.
Lào Cai: Phó Chủ tịch UBND tỉnh Giàng Quốc Hưng làm Trưởng ban Tổ chức Hội thi
Ngày 20/8, Chủ tịch UBND tỉnh Lào Cai Nguyễn Tuấn Anh đã ký ban hành Quyết định số 2945/QĐ-UBND về việc kiện toàn và thành lập Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật cùng Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng cấp tỉnh. Phó Chủ tịch UBND tỉnh Giàng Quốc Hưng được tín nhiệm giao trọng trách Trưởng ban.