Khi máy bay cất cánh, bạn bị ép vào lưng ghế vì máy bay tăng tốc mạnh trên đường băng còn cơ thể "lười" theo; khi hạ cánh và phanh, bạn bị đẩy về phía trước vào dây an toàn. Trên tàu hoả, gia tốc nhỏ hơn nhiều nhưng kéo dài, và tàu nặng hàng trăm tấn cần quãng đường phanh tính bằng cây số. Đó là lý do tiếp viên yêu cầu thắt dây, dựng thẳng lưng ghế, gập bàn ăn khi cất hạ cánh, và tàu hoả không thể "phanh kịp" trước người, xe đi qua đường ray.
Cất cánh: bị ép vào lưng ghế
Một máy bay phản lực chở khách cỡ trung, nặng khoảng 60–80 tấn khi cất cánh, tăng tốc từ đứng yên lên khoảng 250–300 km/h trong khoảng 30–40 giây trên đường băng. Gia tốc trung bình vào khoảng 2 m/s², tức khoảng 0,2 lần gia tốc trọng trường. Nghe có vẻ nhỏ, nhưng kéo dài hơn nửa phút và bạn cảm nhận rõ: cơ thể bị lưng ghế đẩy về trước để theo kịp máy bay.
Một ví dụ dễ thấy: đặt một cốc nước trên bàn trong lúc tăng tốc (dĩ nhiên, bàn ăn phải gập khi cất cánh; đây chỉ là thí nghiệm tưởng tượng). Mặt nước sẽ nghiêng về phía đuôi máy bay một góc θ với tan θ = a/g ≈ 0,2, tức khoảng 11–12 độ.
Khi máy bay rời đất và ngóc mũi lên, tai trong của bạn cảm nhận cả gia tốc lẫn độ nghiêng, nhiều người có cảm giác máy bay đang "dốc ngược" hơn thực tế. Đó là ảo giác do sỏi tai trong tiền đình không phân biệt được tăng tốc với ngả người.
Hạ cánh: bị đẩy về trước
Khi bánh xe chạm đường băng, máy bay giảm tốc bằng ba cách cùng lúc: cánh tà và tấm cản trên cánh dựng lên tăng lực cản, phanh bánh xe, và đảo chiều luồng khí động cơ (thrust reverser — luồng khí phản lực bị hướng về phía trước). Giảm tốc có thể ở mức khoảng 0,2–0,4 g. Hành khách bị dây an toàn giữ lại khi thân người lao về trước.
Tiếng gầm lớn của động cơ ngay sau khi chạm đất không phải máy bay "cất cánh lại", mà là động cơ đảo luồng khí để giúp phanh.
Vì sao phải làm theo những yêu cầu của tiếp viên
| Yêu cầu | Lý do vật lý |
|---|---|
| Thắt dây an toàn | Giữ người dừng cùng ghế khi máy bay giảm tốc mạnh hoặc gặp nhiễu động |
| Dựng thẳng lưng ghế | Không cản lối thoát của người ngồi sau; tư thế thẳng giúp dây hông giữ người đúng cách khi có giảm tốc đột ngột |
| Gập bàn ăn | Bàn mở có thể đập vào bụng người khi bị đẩy về trước; cản lối thoát |
| Cất hành lý dưới ghế trước hoặc lên khoang trên | Đồ để rời thành vật bay khi giảm tốc; cản lối đi khi sơ tán |
| Mở tấm che cửa sổ | Tiếp viên và hành khách nhìn được bên ngoài nếu có sự cố, mắt quen với ánh sáng bên ngoài |
Nhiễu động: lý do thắt dây cả khi đèn đã tắt
Trong khi bay bằng, máy bay có thể gặp nhiễu động không khí bất ngờ, nhất là nhiễu động trời quang (clear-air turbulence) không thấy được bằng mắt hay radar thời tiết. Máy bay bị đẩy lên xuống đột ngột. Nếu máy bay bị kéo xuống nhanh hơn gia tốc rơi tự do của hành khách, người không thắt dây sẽ "bay" lên khỏi ghế theo quán tính và va vào trần hoặc khoang hành lý.
Các cơ quan an toàn hàng không, như Cục Hàng không Liên bang Hoa Kỳ (FAA), ghi nhận phần lớn chấn thương do nhiễu động xảy ra với tiếp viên và hành khách không thắt dây. Lời khuyên chung của các hãng bay: khi đang ngồi, luôn thắt dây hông lỏng vừa phải, kể cả khi đèn báo thắt dây đã tắt.
Tàu hoả: nặng nên khó dừng
Một đoàn tàu khách có thể nặng vài trăm tấn, tàu hàng nặng hàng nghìn tấn. Bánh thép trên ray thép có ma sát lăn rất nhỏ — điều giúp tàu tiết kiệm năng lượng khi chạy — nhưng cũng có nghĩa là ma sát bám giữa bánh và ray khi phanh nhỏ hơn nhiều so với lốp cao su trên đường nhựa (hệ số bám thép trên thép khô chỉ khoảng 0,2–0,3, ướt hoặc có lá cây còn thấp hơn).
Vì vậy, gia tốc phanh của tàu thường chỉ khoảng 0,5–1,5 m/s² kể cả khi phanh khẩn cấp. Hệ quả:
- Một đoàn tàu khách chạy 80–100 km/h có thể cần hàng trăm mét, thậm chí gần một kilômét để dừng hẳn.
- Tàu hàng nặng cần quãng đường dài hơn nữa.
- Tàu cao tốc chạy 300 km/h cần quãng đường phanh tính bằng vài kilômét.
Đây là lý do tàu hoả không thể dừng kịp khi thấy người hay xe trên đường ray. Lái tàu có thể phanh khẩn cấp ngay khi thấy chướng ngại, nhưng quán tính của hàng trăm tấn sắt thép không cho phép tàu dừng trong vài chục mét. Ở Việt Nam, tai nạn tại các điểm giao cắt giữa đường sắt và đường bộ, đặc biệt các lối đi tự mở không có rào chắn, vẫn là vấn đề an toàn được ngành đường sắt cảnh báo thường xuyên. Người đi đường phải dừng lại, quan sát, nghe tín hiệu và chỉ đi qua khi chắc chắn không có tàu.
Ngồi tàu: cảm nhận quán tính nhẹ nhàng
Trên tàu hoả, gia tốc nhỏ nên hành khách có thể đi lại, nhưng vẫn nên bám tay vịn khi tàu vào ga, ra ga hay qua ghi (chỗ chuyển đường ray), vì tàu có thể lắc ngang đột ngột. Đồ đạc trên giá hành lý nên được đặt gọn, không để vật nặng nhô ra mép giá.
Một thí nghiệm hay khi đi tàu êm: treo một sợi dây có vật nhỏ ở đầu (như chìa khoá). Khi tàu chạy đều, dây thẳng đứng — đúng như định luật I, bên trong toa không biết mình đang chạy. Khi tàu tăng tốc hay hãm, dây lệch đi một góc, cho bạn đo gia tốc của tàu: a = g · tan θ.
Góc nhìn hôm nay: hành khách thông minh
- Trên máy bay, giữ dây an toàn thắt lỏng suốt chuyến bay khi đang ngồi.
- Khi máy bay vừa hạ cánh, ngồi yên cho tới khi máy bay dừng hẳn tại cửa và đèn thắt dây tắt; nhiều hành khách đứng dậy sớm khi máy bay còn đang lăn và có thể phanh.
- Trên tàu, chờ tàu dừng hẳn mới đứng lên lấy hành lý.
- Khi đi qua đường sắt bằng xe máy hay đi bộ: dừng, nhìn, nghe — nhớ rằng tàu cần hàng trăm mét mới dừng được.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao máy bay cất cánh người bị ép vào ghế?
Vì máy bay tăng tốc mạnh trên đường băng, khoảng 0,2 lần gia tốc trọng trường trong 30 đến 40 giây. Cơ thể có xu hướng giữ vận tốc cũ theo quán tính, nên lưng ghế phải đẩy người về trước để người theo kịp máy bay.
Vì sao phải dựng thẳng lưng ghế khi cất hạ cánh?
Lưng ghế thẳng giúp dây an toàn giữ người đúng cách khi máy bay giảm tốc đột ngột, đồng thời không cản lối thoát của người ngồi sau nếu cần sơ tán khẩn cấp.
Vì sao nên thắt dây an toàn suốt chuyến bay?
Vì máy bay có thể gặp nhiễu động bất ngờ không thấy trước. Khi máy bay bị kéo xuống đột ngột, người không thắt dây có thể bị nhấc khỏi ghế theo quán tính và va vào trần. Phần lớn chấn thương do nhiễu động xảy ra với người không thắt dây.
Vì sao tàu hoả không phanh kịp?
Tàu nặng hàng trăm tới hàng nghìn tấn, mà ma sát bám giữa bánh thép và ray thép nhỏ hơn nhiều so với lốp cao su trên đường. Gia tốc phanh chỉ khoảng 0,5 đến 1,5 m/s², nên tàu cần hàng trăm mét tới hàng kilômét mới dừng hẳn.
Tiếng gầm lớn khi máy bay vừa hạ cánh là gì?
Đó là động cơ đảo chiều luồng khí phản lực về phía trước để giúp phanh máy bay, cùng với phanh bánh xe và các tấm cản trên cánh. Máy bay không cất cánh lại mà đang giảm tốc.