Câu hỏi Vật lý thường thức/Chương 1/Vì sao con diều có thể bay được?

Diều cần gió để bay. Khi không có gió, người thả diều phải cầm diều mà chạy, cốt để tạo cho diều có 1 tốc độ (tương đối với không khí).Thông thường thì gió có tốc độ 0 ở sát mặt đất, và càng lên cao, gió càng mạnh rồi đến 1 độ cao nào đó, gió trở nên yếu đi.

Khi gió thổi vào diều, gió tạo nên 2 lực: kéo (thẳng góc với hướng gió) và cản (theo chiều gió). Hai lực này tác dụng vào trung tâm áp suất (gọi tắt là áp tâm) trên thân diều. Trong khi đó, sức hút của trái đất tạo nển trọng lực,tác dụng vào trọng tâm của diều. Áp tâm và lực kéo/cản thay đổi theo độ nghiêng của diều (so với gió). Trọng tâm của diều có thể xe dịch đôi chút vì vật liệu làm diều có thể uốn cong.

Diều có đuôi và râu (để giúp diều thêm cân bằng), nhưng không nhất thiết diều phải có đuôi và râu để cân bằng. Thường thì diều được thiết kế với kiểu đối xứng, tương tự như kiểu đối xứng trong thân thể con người; nhờ vậy diều dễ cân bằng. Diều có dây lèo cột vào thân, nhằm mục đích điều khiển diều. Diều còn có dây buộc (để diểu không bay mất), nối vào dây lèo ở 1 điểm rất quan trọng (nếu không nằm đúng chỗ, diều không thể bay lên, dù có gió).

Khi diều bay và trong trạng thái cân bằng, các lực kéo/cản + trọng lực + lực căng trong dây buộc triệt tiêu lẫn nhau; mô men của các lực (đối với trọng tâm) cũng triệt tiêu. Khi gió đổi chiều, hay giám sức mạnh, các lưc nói trên không còn cân bằng và diều chao đảo; thậm chí còn có thể lộn đầu xuống đất. Lúc đó người thả diều phải kéo dây buộc (để tăng sức kéo trong dây buộc), hoặc thả lỏng dây buôc (để giảm sức kéo trong dây buộc) để thay đổi cường độ của sức gió kéo. Cuối cùng, diều sẽ đổi độ nghiêng và cân bằng trở lại, nếu người thả diều chỉnh dây buộc đúng cách.

Muốn diều di chuyển theo chiều ngang, người thả diều chỉ cần kéo dây buộc theo chiều ngang. Một điều đáng chú ý là khi thả diều, diều không bao giờ bay ngay trên đỉnh đầu của người thả, vì lực cản xô diều theo hướng gió. Căn cứ vào vị trí của diều, người ta có thể xác định hướng gió. Cũng vì lý do này, chỗ tốt nhất để thả diều là nơi không có cây cối hay vật cản ở chung quanh.