0:00

4:41

The physics of surfing - Nick Pizzo

TED-Ed·4:41·Education·B2

Chương · 5

Chương 1·Buoyancy and Floating on Water

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:07

Whether or not you realize it, as a surfer you’re a master of complicated physics.

Dù có nhận ra hay không, là một người lướt sóng, bạn chính là một bậc thầy về các định luật vật lý phức tạp.

0:16

The science of surfing begins as soon as you and your board first hit the water.

Khoa học về lướt sóng bắt đầu ngay khoảnh khắc bạn cùng tấm ván chạm mặt nước lần đầu tiên.

0:21

The board’s size and light construction help it displace a lot of water.

Kích thước cùng cấu tạo nhẹ của tấm ván giúp nó chiếm chỗ một lượng nước rất lớn.

0:26

In turn, a buoyant force equal to the weight of the displaced water pushes up, counteracting you and your board’s weight.

Ngược lại, một lực đẩy nổi bằng với trọng lượng phần nước bị chiếm chỗ sẽ đẩy lên, triệt tiêu trọng lượng của bạn và tấm ván.

0:34

This lets you stay afloat while you wait to paddle for a wave.

Điều này giúp bạn nổi trên mặt nước trong lúc chờ chèo đón ngọn sóng.

0:38

And what exactly are you waiting for?

Và chính xác thì bạn đang chờ đợi điều gì?

0:40

The perfect wave, of course.

Tất nhiên là một con sóng hoàn hảo.

0:42

Like other waves in physics, ocean waves represent a transfer of energy.

Tương tự các loại sóng khác trong vật lý, sóng biển đại diện cho sự truyền tải năng lượng.

0:49

Wind blowing across the ocean accelerates water particles near the surface, leading to the growth of ripples that become waves.

Gió thổi qua đại dương làm gia tốc các hạt nước gần bề mặt, tạo ra những gợn sóng nhỏ phát triển dần thành các đợt sóng lớn.

0:58

These deviations from the flat surface are acted upon by gravity, which tries to restore the surface to its original flat state.

Những chỗ uốn cong nhấp nhô khỏi mặt phẳng này chịu tác động của trọng lực, vốn luôn tìm cách đưa bề mặt nước trở lại trạng thái phẳng lặng ban đầu.

1:08

As the waves then move through the water, particles push and pull on their neighbors through the wave induced pressure, and this motion propagates energy through the water in unison with the wave motion.

Khi các con sóng di chuyển qua làn nước, các hạt nước đẩy và kéo các hạt lân cận thông qua áp suất do sóng tạo ra, chuyển động này truyền năng lượng qua nước đồng điệu với sự chuyển động của con sóng.

1:22

The motion of these particles is much more limited than the overall motion of the waves.

Chuyển động của các hạt nước này hạn chế hơn rất nhiều so với chuyển động tổng thể của ngọn sóng.

1:27

Near the shore, the shallower seafloor constrains the motion of the waves to occur in a more limited region than out at sea, concentrating the wave energy near the surface.

Gần bờ, đáy biển nông hơn thu hẹp chuyển động của sóng vào một vùng hạn chế hơn ngoài khơi xa, tập trung năng lượng sóng sát mặt nước.

1:39

If the topography of the shoreline is even and smooth, this will refract the waves to become more parallel to the shore as they approach.

Nếu địa hình bờ biển bằng phẳng và thoai thoải, điều này sẽ khúc xạ các ngọn sóng khiến chúng trở nên song song hơn với bờ khi tiến lại gần.

1:48

This is the crucial moment.

Đây chính là thời khắc quyết định.

1:50

As the wave gets near, you quickly pivot your board in the same direction as the wave and paddle to match its speed.

Khi con sóng tiến sát, bạn nhanh chóng xoay ván theo cùng hướng sóng và chèo thật nhanh để bắt kịp tốc độ của nó.

1:58

Your board forms an angle with the water, and this creates a dynamic pressure on the bottom of it, forcing you and your board out of the water, to skim along the surface.

Ván trượt tạo một góc nghiêng với mặt nước, điều này sinh ra áp suất động ở mặt đáy ván, nâng bạn và tấm ván lên khỏi mặt nước để lướt êm trên bề mặt.

2:10

At the same time, your increased forward momentum makes you more stable, allowing you to stand up and surf along the wave.

Đồng thời, động lượng tiến về phía trước tăng lên giúp bạn giữ thăng bằng vững hơn, cho phép bạn đứng dậy và lướt đi cùng ngọn sóng.

2:19

Now you’ve caught the wave, and are riding along its front face parallel to the shoreline.

Giờ đây bạn đã bắt được sóng và đang lướt dọc theo sườn trước của nó song song với bờ biển.

2:25

Fins on the surfboard allow you to alter your speed and direction by repositioning your weight.

Các cánh vây dưới đáy ván lướt cho phép bạn thay đổi tốc độ và hướng đi bằng cách điều chỉnh trọng tâm cơ thể.

2:31

Above you is the wave’s crest, where the water particles are undergoing their greatest acceleration.

Ngay phía trên bạn là đỉnh sóng, nơi các phân tử nước đang trải qua gia tốc lớn nhất.

2:37

That forces them to move faster than the underlying wave, so they shoot ahead before falling under gravity’s influence.

Điều đó buộc chúng phải di chuyển nhanh hơn phần sóng bên dưới, khiến chúng bắn vọt về phía trước trước khi đổ sụp xuống dưới tác động của trọng lực.

2:45

This forms the waves’ characteristic curls, or jets, as they break along the shore.

Hiện tượng này tạo nên những vòm cuốn cuộn sóng hoặc tia nước đặc trưng khi sóng vỡ dọc bờ biển.

2:51

Sometimes, the curl might completely enclose part of the wave, forming a moving tube of water known as the barrel.

Đôi khi, vòm cuốn có thể bao bọc hoàn toàn một phần ngọn sóng, tạo thành một đường hầm nước di động được gọi là ống sóng (barrel).

2:59

Because of irregularities in the seafloor and the swell itself, few barrels last as long as the legendary 27-second ride off the coast of Namibia.

Do sự gồ ghề của đáy biển và bản thân các đợt sóng ngầm, hiếm có ống sóng nào kéo dài như kỷ lục lướt sóng huyền thoại suốt 27 giây ngoài khơi bờ biển Namibia.

3:10

But many who manage to get barreled have said they feel time passing differently inside, making it one of the most magical experiences a surfer can have.

Thế nhưng nhiều người từng lọt vào lòng ống sóng chia sẻ rằng họ cảm thấy thời gian như trôi chậm lại bên trong, biến đây thành một trong những trải nghiệm kỳ diệu nhất mà một người lướt sóng có thể trải qua.

3:20

Of course, not all beaches are created equal.

Tất nhiên, không phải mọi bãi biển đều giống nhau.

3:24

Offshore underwater canyons or rock formations in certain locations like Nazare, Portugal or Mavericks, California refract the incoming wave energy into a single spot, creating massive waves sought by surfers worldwide.

Những hẻm vực ngầm ngoài khơi hay các rạn đá tại một số địa danh như Nazaré ở Bồ Đào Nha hoặc Mavericks ở California khúc xạ năng lượng sóng dồn tụ vào một điểm duy nhất, tạo nên những ngọn sóng khổng lồ được giới lướt sóng toàn cầu săn đón.

3:40

And some of these waves travel for more than a week, with swells originating more than 10,000 kilometers away from shore.

Và một số ngọn sóng này đã di chuyển hơn một tuần, bắt nguồn từ những đợt sóng lừng cách xa bờ hơn 10.000 cây số.

3:49

Waves surfed in sunny California may have originated in the stormy seas near New Zealand.

Những con sóng được cưỡi dưới ánh nắng California có thể đã hình thành từ các vùng biển bão bùng gần New Zealand.

3:56

So while you may not be thinking about weather patterns in the South Pacific, tectonic geology, or fluid mechanics, the art of catching the perfect wave relies on all these things and more.

Vì vậy, dù bạn có thể không nghĩ tới hình thế thời tiết ở Nam Thái Bình Dương, địa chất kiến tạo hay cơ học chất lưu, nghệ thuật đón ngọn sóng hoàn hảo đều phụ thuộc vào tất cả những yếu tố này và hơn thế nữa.

4:08

And the waves we surf, created by wind, are just one visible part of the continuous oscillation of energy that has shaped our universe since its very beginning.

Và những con sóng ta cưỡi, được tạo ra từ những ngọn gió, chỉ là một phần hữu hình của sự dao động năng lượng liên tục đã nhào nặn nên vũ trụ của chúng ta ngay từ thuở sơ khai.

Transcript

Hiển thị

Buoyancy and Floating on Water

Nick Pizzo introduces the physical principles governing surfboard flotation from the moment it enters the ocean. Light construction and water displacement generate an upward buoyant force that counteracts the rider's weight. This equilibrium allows surfers to rest afloat while anticipating the arrival of surfable waves.

Nick Pizzo giới thiệu các nguyên lý vật lý chi phối khả năng nổi của ván lướt sóng ngay khi tiếp xúc với mặt biển. Thiết kế nhẹ cùng sự chiếm chỗ của nước tạo ra lực đẩy nổi hướng lên giúp triệt tiêu trọng lượng người lướt. Trạng thái cân bằng này cho phép người lướt nằm nổi ổn định trong lúc chờ đợi các con sóng thích hợp.