(2021) Lực ma sát là gì? Công thức tính lực ma sát chuẩn

0
1056

Khi hiểu rõ lực ma sát là gì, các bạn sẽ thấy hầu như nó diễn ra liên tục xung quanh chúng ta và có tính ứng dụng cao trong đời sống hằng ngày. Công thức tính lực ma sát chuẩn và còn rất nhiều vấn đề liên quan đến lực ma sắt sẽ được đề cập ngay trong bài viết này.

Lực ma sát là gì?

Một ví dụ cơ bản về lực ma sát các bạn có thể nhận thất là khi kéo hoặc đẩy một thùng gỗ trên sàn nhà sự tiếp xúc giữa mặt của thùng gỗ và mặt sàn sinh ra lực ma sát.

⇒ Khái niệm lực ma sát

Lực ma sát được tạo ra bởi hai mặt tiếp xúc và trượt lên nhau, lực này được xác định bởi kết cầu bề mặt tiếp xúc và lực tác động lên hai vật thể ma sát vào nhau. Khối lượng của lực ma sát phụ thuộc vào góc ma sát và vị trí tiếp xúc giữa hai vật ảnh hưởng.

luc ma sat

Lực hút chính là nguyên nhân khiến các vật thể xuất hiện ma sát khi chạm nhau, các điềm và vùng tiếp xúc chắc chắn không đều nhau.

⇒ Công thức tính lực ma sát

Nếu đặt một vật vào một vật thì lực ma sát sẽ bằng trọng lượng của vật đó. Nếu một vật bị đẩy so với bề mặt, thì lực ma sát sẽ tăng lên và trở nên lớn hơn trọng lượng của vật đó.

Có thể dễ dàng đo được toàn bộ lực ma sát mà một bề mặt có thể tác dụng lên một vật thể bằng cách sử dụng công thức sau:

Fms= μ.N

Trong đó:

  • Fms: độ lớn của lực ma sát (N)
  • µ: là hệ số ma sát
  • N: áp lực (N)

02 dữ kiện thực nghiệm cơ bản mô tả lực ma sát của chất rắn trượt

dinh nghia luc ma sat

Thứ nhất, khối lượng ma sát gần như không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc. Nếu kéo một viên gạch trượt trên mặt bàn thì ma sát lúc viên gạch phẳng hay đứng yên đều như nhau.

Thứ hai, ma sát tỷ lệ thuận với trọng lượng ép các bề mặt lại với nhau. Nếu kéo một tải ba viên gạch dọc theo mặt bàn thì lực ma sát lớn gấp ba lần nếu kéo một viên gạch. Như vậy, tỷ số ma sát F với tải trọng L là như nhau. Tỷ lệ không đổi này được gọi là hệ số ma sát và thường được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp mu (μ).

Hệ số ma sát trong toán học

Về mặt toán học, μ = F / L. Vì cả ma sát và tải trọng đều được tính bằng đơn vị lực (chẳng hạn như pound hoặc Newton), nên hệ số ma sát là không thứ nguyên.

the nao ma sat

Giá trị của hệ số ma sát đối với trường hợp một hoặc nhiều viên gạch trượt trên mặt bàn gỗ sạch bằng 0,5, cho biết cần phải đặt một lực bằng nửa trọng lượng viên gạch để thắng lực ma sát giữ cho viên gạch chuyển động. chuyển tiếp với tốc độ không đổi.

Lực ma sát hướng ngược lại chuyển động của vật. Bởi vì ma sát được mô tả cho đến nay tăng lên giữa các bề mặt trong chuyển động tương đối, nó được gọi là ma sát động học.

⇒ Ứng dụng lực ma sát trong cuộc sống

Lực ma sát được ứng dụng rất rất nhiều trong cuộc sống, các vật thể được giữ cố định chắc chắc là nhờ vào lực ma sát, ví dụ như đinh được đóng chắc chắn trên tường, tay ta có thể cầm nắm các vật thể cũng nhờ vào lực ma sát,…

ung dung luc ma sat

Lực ma sát được nhìn thấy rõ khi các các tay đua lái xa vào cua, ma sát ứng dụng trong nghệ thuật sơn mài, đánh bóng sản phẩm,….

Có bao nhiêu loại lực ma sát?

Ma sát là lực cạnh tranh với chuyển động giữa bất kỳ bề mặt nào tiếp xúc với đế. Giữa các vật thể rắn lực ma sát được chia làm 3 loại là lực ma sát trượt, ma sát lăn và ma sắt nghỉ, chi tiết từng loại được bô tả ngay dưới đây:

#1 Lực ma sát trượt

Khi hat bề mặt rắn tác động trượt lên nhau sẽ sinh ra lực ma sát trượt, ma sát trượt yếu hơn ma sát nghỉ.

ma sat truot

Lực ma sát trượt là ma sát tác dụng lên các vật khi chúng trượt trên bề mặt. Ma sát trượt yếu hơn ma sát nghỉ. Đó là lý do tại sao việc trượt một phần thiết bị trên sàn sau khi bạn bắt đầu di chuyển sẽ dễ dàng hơn là để nó di chuyển ngay từ đầu.

Lực ma sát trượt có thể có giá trị, ví dụ lực ma sát trượt ứng dụng khi đầu bút bi tác động lên giấy, chỉ cần có đủ ma sát giấy bút và giấy là có thể viết thành chữ.

Công thức:

Fmst = µt.N

Trong đó:

  • µ: hệ số ma sát
  • N: lực tác động,
  • t: thời gian tác động

Ví dụ về ma sát trượt

Khi một vật trượt trên vật kia sẽ có một lực ngược lại tác dụng là ma sát trượt. Các ví dụ minh họa về ma sát trượt như sau:

  • Chà hai tay vào nhau sinh ra nhiệt do ma sát trượt.
  • Cửa sổ trượt
  • Di chuyển chuột trên mặt bàn
  • Viết phấn lên bảng

#2 Ma sát lăn

Ma sát lăn xảy ra khi một bánh xe, viên bi hoặc hình trụ lăn tự do trên bề mặt, như trong ổ bi và ổ lăn. Nguyên nhân chính của ma sát khi lăn xuất hiện là sự phân bố năng lượng liên quan đến chuyển động xoắn của các vật thể.

ma sat lan

Nếu một quả bóng cứng đang lăn trên một bề mặt bằng phẳng, quả bóng hơi bị nén xuống và bề mặt bằng phẳng hơi lõm vào trong các vùng tiếp xúc.

Ví dụ về ma sát lăn

Ma sát lăn là một trong những loại ma sát động hoặc ma sát động, tạo ra lực khi một vật lăn trên vật kia. Ví dụ, khi một đĩa tròn, một bánh xe, một vòng hoặc một quả cầu lăn trên bề mặt, một lực chống lại chuyển động của nó là lực ma sát lăn.

Các ví dụ khác

  • Một quả bóng rổ lăn trên sân sẽ nghỉ sau một thời gian.
  • Lốp lăn trên đường hoặc bánh ván trượt lăn trên đường đều là những ví dụ về ma sát lăn.
  • Sơn tường bằng lăn sơn.

#3 Ma sát nghỉ

Ma sát nghỉ (ma sát tĩnh) xảy ra sớm hơn để hộp trượt và di chuyển. Trong khu vực này, lực ma sát sẽ có tỷ lệ bằng nhau và ngược hướng với chính lực đẩy. Khi mức độ của lực đẩy tăng thì lực ma sát cũng giảm.

luc ma sat nghi

Nếu lượng của lực đẩy tiếp tục tăng lên thì cuối cùng hộp sẽ bắt đầu trượt. Khi hộp bắt đầu trượt, loại ma sát chống lại chuyển động của hộp chuyển từ ma sát nghỉ sang ma sát động học. Điểm ngay trước khi hộp trượt được gọi là chuyển động cản trở. Đây cũng có thể được coi là lực ma sát nghỉ lớn nhất trước khi trượt.

Tổng của lực ma sát nghỉ lớn nhất bằng với hệ số ma sát nghỉ nhân với lực pháp tuyến tồn tại giữa hộp và bề mặt.

Công thức

F =F0.kt

Trong đó:

  • F0: là lực tác dụng lên mặt phẳng
  • kt: là hệ số ma sát tĩnh

Ví dụ về ma sát nghỉ

Ma sát tĩnh tác dụng lên hai vật thể tiếp xúc, tức là vật này đè lên vật thể kia.

Chúng ta hãy xem xét một vài ví dụ thực tế:

  • Trong khi đi bộ, chuyển động lùi của chân chúng ta tạo áp lực lên đường khi chân kia tiến về phía trước.
  • Ma sát tĩnh sinh ra khi hai loại vải trượt qua nhau.

Làm cách nào để giảm lực ma sát?

Ứng dụng của lực ma sát mang lại rất nhiều lợi ích trong cuộc sống,Tuy nhiên, ma sát cũng làm giảm tuổi thọ của máy móc và các thiết bị xung quang ta vì thế các nhà nghiên cứu kỹ thuật thường tìm nhiều cách để giảm ma sát. Dưới đây là 3 cách điển hình để làm giảm giực ma sát:

⇒ Làm giảm lực ma sát tĩnh

lam giam luc ma sat tinh

Tìm cách gây chuyển động giật lùi trước khi tiến về trước cho động cơ của đoàn tàu, giúp đầu tàu có thể chống lại lực ma sát tĩnh của từng toa chú không phải của cả đoàn tàu.

⇒ Dùng bề mặt chất liệu giảm ma sát

dau boi tron

Cách thông thường để giảm ma sát là sử dụng chất liệu bôi trơn như dầu nhớt thường tìm thấy trong động cơ xe và máy móc, tránh hao mòn trong thời gian dài.

⇒ Chuyển hóa ma sát trượt thành lăn

su dung o bi giam ma sat

Sử dụng ổ bi là cách chuyển hóa ma sát trượt thành lăn để tăng hiệu quả sử dụng và giảm những hào mòn trên sản phẩm.

02 dạng bài tập lực ma sát dành cho sinh viên

#1 Tính lực ma sát, hệ số ma sát

Bài toán: Chiếc xe tải có trọng lượng 3 tấn chuyển động thẳng đều trên đường. Tính lực phát động vào xe khi biết hệ số ma sát của bánh xe và mặt đường là 0.08.

Tóm tắt:

m (hệ số ma sát) = 0.08

m (khối lượng) = 3 tấn = 3000kg

Lấy g = 9.8m/s2

Giải

Lực phát động vào khi xe chuyển động thẳng đều là:

Fpđ = Fmst = m.N

Fpđ = m.P = m.mg = 0,08.3000.9,8 = 2352 (N)

Đáp số: 2352 (N)

#2 Tính thời gian & quãng đường đi được

Bài toán: Một đoàn tàu lượn siêu tốc đang di chuyển với tốc 36 km/h, muốn phanh lại đột ngột các bánh xe không chăn nữa mà chỉ trượt trên đường ray. Với hệ số ma sát giữa bánh xe và đường rây là 0.2, hỏi quãng đường đoàn tàu lượn có thể đi được kể từ khi phanh lại là bao nhiêu?

giai bai tap 02 luc ma sat

Qua những thông tin vừa rồi Mescu tin chắc rằng đã mang đến những kiến thức thật hữu ích cho anh em, chúc anh em học tập thật tốt và hãy chia sẻ bài viết để bạn bè cùng nhau tham khảo.

Blog Mecsu

Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments