Có thể dùng lực cản của tay để dừng một chiếc ô tô đang chạy không?

“khi tôi đưa tay ra ngoài cửa kính ô tô, tôi cảm thấy lực cản của không khí. Liệu tôi có thể dùng cách này để dừng chiếc xe lại không? Tôi cần bao nhiêu cánh tay để phanh được chiếc xe dừng lại?”

Đây là câu hỏi được gửi đến nhà sáng chế, kỹ sư nổi tiếng người Mỹ Randall Munroe và dưới đây là câu trả lời của nhà sáng chế:

Đưa tay ra khỏi xe khi chạy trên đường cao tốc sẽ tạo ra lực cản tương đương vài kg đối với chiếc ô tô, chính xác là bao nhiêu thì còn tùy vào tư thế bàn tay của bạn. Nếu bạn xòe các ngón tay ra thì lực cản ít hơn so với chụm khít các ngón tay lại.

Tay bạn có thể dễ dàng cảm nhận lực cản nặng cỡ vài kg, nhưng lực cản này chỉ tác động rất nhỏ đến chiếc ô tô. Hãy tưởng tượng ô tô của bạn đang chạy với tốc độ 88 km/giờ, động cơ xe cung cấp vừa đủ năng lượng để cân bằng lực cản không khí bình thường và các lực ma sát cơ học khác và giữ cho xe chạy ở tốc độ ổn định. Nếu khi đó bạn tác động đến sự cân bằng của xe bằng cách thò tay ra khỏi cửa kính, tạo thêm một chút lực cản thì sẽ mất khoảng 1 hoặc 2 phút để lực cản đó làm cho chiếc xe giảm tốc độ từ 88 km xuống 87 km/giờ.

Với một chiếc xe thông thường, hệ thống phanh có thể tạo ra lực giảm khoảng một, hai nghìn kg, tương đương 1.000 hoặc hơn 1.000 cánh tay thò ra khỏi xe. Tôi không chắc bạn có thể làm cho chiếc xe của bạn có đủ từng đó cánh tay thò ra cùng một lúc không. Nếu là những cánh tay người, thì tôi lại có câu hỏi về chỗ ngồi và sức chứa của xe.

Tương đương với 1.000 bàn tay bình thường, bạn có thể sử dụng một hoặc hai bàn tay rất to, có thể là một đôi bàn tay khổng lồ bằng xốp thường được người hâm mộ thể thao dùng để cổ vũ các cuộc thi. Ở tốc độ 88 km/giờ, hai bàn tay dài cỡ 4,5 mét sẽ tạo ra lực cản tương đương với hệ thống phanh của một chiếc ô tô thông thường.

Phanh xe bằng lực cản khi xe đang chạy nhanh có tác dụng hơn khi xe chạy chậm. Không khí chuyển động chậm hơn sẽ tạo ra ít lực cản hơn, như vậy khi bạn giảm tốc độ, bạn sẽ cần những bàn tay to hơn để tạo ra cùng một lực phanh. Ở tốc độ 72km/giờ, bạn sẽ cần những bàn tay dài khoảng 6 mét để có được lực phanh như những bàn tay dài 4,5 mét khi xe có tốc độ 88 km/giờ. Ở tốc độ 48 km/giờ, bạn sẽ cần những bàn tay dài 9 mét, còn ở tốc độ 24km/ giờ, bạn cần bàn tay dài đến 18 mét, khi đó chiếc xe của bạn rộng gần hết cả đường đi của tất cả các xe.

Lực kéo ở tốc độ chậm nhỏ vô cùng, vì thế sẽ rất khó để làm cho xe dừng hẳn. Một cơn gió ngược sẽ giúp bạn dừng nốt chiếc xe nhanh chóng hơn, nhưng bạn sẽ chẳng có được sự giúp đỡ này nếu như xe của bạn đang chạy xuôi gió. Để dừng hẳn, có thể bạn sẽ không còn cách nào khác mà đành phải vẫy hay bàn tay như những bơi chèo hoặc kéo lê chúng xuống đất.