Đề bài cho chúng ta một tình huống:

Nếu bạn đi bộ dọc theo một khúc gỗ đang nổi trên bờ hồ, hãy giải thích tại sao khúc gỗ lại chuyển động theo hướng ngược lại.

Để giải thích hiện tượng này, chúng ta cần vận dụng kiến thức về Định luật III Newton, hay còn gọi là Định luật Hành động và Phản ứng.

Định luật này phát biểu rằng: Khi một vật tác dụng lên vật thứ hai một lực, thì vật thứ hai cũng tác dụng trở lại vật thứ nhất một lực có cùng độ lớn, cùng phương nhưng ngược chiều.

Bây giờ, chúng ta hãy phân tích các lực trong tình huống này:

1. Lực mà bạn tác dụng lên khúc gỗ:

   Khi bạn đi bộ trên khúc gỗ, bạn cần di chuyển về phía trước. Để làm được điều đó, bạn dùng chân đẩy vào khúc gỗ theo hướng về phía trước. Tuy nhiên, vì chân của bạn tiếp xúc với mặt sàn của khúc gỗ, lực bạn tác dụng lên khúc gỗ thực chất là một lực đẩy về phía sau. Hãy tưởng tượng bạn bước đi, bạn đặt chân xuống và đẩy mặt sàn về phía sau để cơ thể bạn tiến lên.

2. Lực phản ứng của khúc gỗ lên bạn:

   Theo Định luật III Newton, khúc gỗ sẽ tác dụng trở lại bạn một lực có cùng độ lớn, cùng phương nhưng ngược chiều với lực bạn tác dụng lên nó. Nếu bạn đẩy khúc gỗ về phía sau, thì khúc gỗ sẽ đẩy bạn về phía trước.

3. Sự chuyển động của bạn và khúc gỗ:

   Chính cái lực đẩy của khúc gỗ lên bạn về phía trước này giúp bạn tiến lên trên khúc gỗ. Đồng thời, do bạn tác dụng lực lên khúc gỗ theo hướng về phía sau, nên khúc gỗ sẽ chuyển động theo hướng ngược lại với hướng bạn đang cố gắng di chuyển.

Tóm lại:

Khi bạn đi bộ trên khúc gỗ, bạn đẩy khúc gỗ về phía sau. Theo Định luật III Newton, khúc gỗ tác dụng trở lại bạn một lực đẩy về phía trước, giúp bạn di chuyển. Đồng thời, do bạn đẩy khúc gỗ về phía sau, nên khúc gỗ sẽ chuyển động về phía ngược lại, tức là về phía trước so với vị trí ban đầu của nó, hoặc theo hướng bạn không muốn đi tới. Ví dụ, nếu bạn muốn đi từ đầu này sang đầu kia của khúc gỗ, bạn sẽ phải di chuyển về phía trước, và khúc gỗ sẽ trôi về phía trước (theo hướng bạn đang đi).

Tuy nhiên, trong đề bài lại hỏi “tại sao khúc gỗ lại chuyển động theo hướng ngược lại”. Có thể hiểu ở đây là “ngược lại” với hướng chuyển động của chân bạn khi bạn tạo ra lực đẩy. Khi bạn bước, chân bạn đẩy về phía sau, đó là hành động của bạn. Phản ứng của khúc gỗ là đẩy chân bạn về phía trước, đó là hành động của khúc gỗ. Nhưng lực mà bạn tác dụng lên khúc gỗ lại là lực đẩy về phía sau. Do đó, khúc gỗ sẽ di chuyển về phía trước. Nếu “hướng ngược lại” được hiểu là hướng ngược với hướng bạn đang cố gắng di chuyển thì điều đó không đúng. Khúc gỗ sẽ di chuyển cùng hướng với hướng bạn đang di chuyển.

Có lẽ đề bài muốn ám chỉ một cách diễn đạt khác. Hãy xem xét lại:

Khi bạn đi bộ, bạn đặt chân lên khúc gỗ và bạn đẩy (tạo ra lực) vào khúc gỗ để di chuyển về phía trước trên đó. Lực này có xu hướng đẩy khúc gỗ về phía bạn đang đặt chân.

Nếu bạn đi từ đầu A đến đầu B của khúc gỗ:

• Bạn dùng chân đẩy vào khúc gỗ theo hướng từ B về A.
• Theo Định luật III Newton, khúc gỗ tác dụng lại bạn một lực đẩy từ A về B, giúp bạn tiến tới B.
• Vì bạn đã tác dụng lực đẩy khúc gỗ về phía A, nên khúc gỗ sẽ chuyển động về phía A.

Như vậy, nếu bạn đi từ A đến B trên khúc gỗ, thì khúc gỗ sẽ chuyển động về phía A, tức là ngược lại với hướng bạn đang đi.

Giải thích chi tiết hơn theo hướng này:

Hãy hình dung bạn đang đứng ở đầu A của khúc gỗ và muốn đi đến đầu B.

Hành động của bạn: Để tiến về phía B, bạn sẽ dùng chân đạp vào mặt sàn của khúc gỗ theo hướng về phía A (tức là hướng ngược lại với hướng bạn muốn đi). Lực bạn tác dụng lên khúc gỗ là lực đẩy về phía A.

Phản ứng của khúc gỗ: Theo Định luật III Newton, khúc gỗ sẽ tác dụng trở lại bạn một lực có cùng độ lớn, cùng phương nhưng ngược chiều. Tức là khúc gỗ sẽ đẩy bạn về phía B. Chính lực này giúp bạn tiến lên trên khúc gỗ.

Sự chuyển động của khúc gỗ: Vì bạn đã tác dụng lên khúc gỗ một lực đẩy theo hướng về phía A, nên khúc gỗ sẽ chuyển động về phía A. Hướng A này là hướng ngược lại với hướng B mà bạn đang cố gắng di chuyển tới.

Do đó, khi bạn đi bộ dọc theo một khúc gỗ đang nổi trên bờ hồ, khúc gỗ sẽ chuyển động theo hướng ngược lại với hướng bạn đang di chuyển.

Đây là một ứng dụng rất hay của Định luật III Newton trong cuộc sống hàng ngày. Các em có câu hỏi nào không?