Lực ma sát xuất hiện khi nào? Phân loại 3 lực ma sát

Trong vật lý học hay trong đời sống hằng ngày, hẳn bạn đã từng nghe nhiều về lực ma sát. Tuy nhiên, lực ma sát xuất hiện khi nào? Bạn đã biết chưa? Chi tiết sẽ được GiaiNgo bật mí ngay sau đây!

Lực ma sát là gì?

Lực ma sát là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt.

Nói một cách đơn giản, các lực cản trở chuyển động của một vật, được tạo ra bởi những vật tiếp xúc với nó, được gọi là lực ma sát.

Lực ma sát làm chuyển hóa động năng của chuyển động tương đối giữa các bề mặt thành năng lượng ở dạng khác. Việc chuyển hóa năng lượng được tích lũy một phần thành điện năng hay quang năng. Trong đa số trường hợp trong thực tế, động năng của các bề mặt được chuyển hóa chủ yếu thành nhiệt năng.

Lực ma sát xuất hiện khi nào? Nêu hai ví dụ về lực ma sát

Lực ma sát xuất hiện ở giữa bề mặt tiếp xúc của hai vật, phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc, độ lớn của áp lực, không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ vật.

Lấy 2 ví dụ thực tế về lực ma sát để bạn có thể dễ hiểu hơn:

• Ma sát ở bánh xe với mặt đường khi xe chạy trên đường
• Ma sát giữa bàn với sàn nhà khi bàn nằm yên trên sàn nhà

Có mấy loại lực ma sát? Phân loại các lực ma sát

Có 3 loại lực ma sát: Lực ma sát trượt, lực ma sát lăn và lực ma sát nghỉ.

Mỗi loại lực ma sát đều có những tính chất, đặc điểm khác nhau. Phân loại các lực ma sát sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của mỗi loại

Lực ma sát trượt

Lực ma sát trượt là lực ma sát sinh ra khi một vật chuyển động trượt trên một bề mặt. Bề mặt sẽ tác dụng lên vật một lực ma sát trượt tại chỗ tiếp xúc, cản trở chuyển động của vật trên bề mặt đó.

Đặc điểm của lực ma sát trượt

• Điểm đặt lên vật sát bề mặt tiếp xúc.
• Phương song song với bề mặt tiếp xúc.
• Chiều ngược chiều với chiều chuyển động tương đối so với bề mặt tiếp xúc.

Ví dụ về lực ma sát trượt

• Đẩy thùng hàng trên sàn nhà
• Khi thắng gấp, bánh xe trượt chậm trên mặt đường
• Khi mài nhẵn bóng các mặt kim loại
• Khi vận động viên trượt trên nền băng
• …….

Lực ma sát lăn

Lực ma sát lăn là lực ngăn cản sự lăn của các vật có hình tròn hay nói cách khác là cản trở chuyển động lăn. Cường độ lực của ma sát lăn nhỏ hơn của lực ma sát trượt rất nhiều lần.

Ví dụ về lực ma sát lăn

• Khi quả bóng lăn trên sân
• Bánh xe lăn trên mặt đường khi một chiếc xe chuyển động
• Đẩy thùng hàng trên xe đẩy có bánh xe
• Hòn bi lăn trên sàn nhà
• ……

Lực ma sát nghỉ

Lực ma sát nghỉ là lực xuất hiện giữa hai vật tiếp xúc mà vật này có xu hướng chuyển động so với vật còn lại nhưng vị trí tương đối của chúng chưa thay đổi.

Nói một cách vắn tắt, lực ma sát nghỉ giữ cho vật không trượt khi vật bị tác dụng của lực khác.

Đặc điểm của lực ma sát nghỉ

• Điểm đặt lên vật sát bề mặt tiếp xúc.
• Phương: song song với bề mặt tiếp xúc.
• Chiều: ngược chiều với lực (hợp lực) của ngoại lực

Ví dụ về lực ma sát nghỉ

• Khi ta đẩy bàn trên sàn nhà mà bàn vẫn đứng yên.
• Con người đứng vững nhờ ma sát nghỉ giữa bàn chân và mặt đường.
• Trên các băng chuyền trong nhà máy, các sản phẩm như lon nước, gói mì,… có thể chuyển động cùng với băng chuyền mà không bị trượt, đó là nhờ có lực ma sát nghỉ.
• ……

Công thức tính lực ma sát

Công thức tính Lực ma sát trượt

Fmst = µt N

Trong đó:

• Fmst: độ lớn của lực ma sát trượt (N)
• µt: hệ số ma sát trượt
• N: Độ lớn áp lực (phản lực) (N)

 

Công thức tính Lực ma sát lăn

Fmsl có đặc điểm như lực ma sát trượt.

Công thức tính Lực ma sát nghỉ

Fmsn = Ft Fmsn Max = μn N (μn > μt )

Trong đó: 

• Fmsn Max : lực ma sát cực đại (N)
• Ft: Độ lớn của ngoại lực (thành phần ngoại lực) song song với bề mặt tiếp xúc μn.
• μn: hệ số ma sát nghỉ
• μt: hệ số ma sát trượt

Chú ý: Trường hợp nhiều lực tác dụng lên vật thì Ft là độ lớn của hợp lực các ngoại lực và thành phần của ngoại lực song song với bề mặt tiếp xúc.

Vai trò của lực ma sát là gì?

Lực ma sát có những vai trò quan trọng nhất định trong vật lý học cũng như trong đời sống thực tế:

• Giữ cố định các vật thể trong không gian: ví dụ như giúp giữ đinh trên tường, giúp con người cầm nắm các vật thể.
• Giúp vật di chuyển khi vào cua mà không bị trượt. Trường hợp lực ma sát quá nhỏ (bề mặt trơn nhẵn) người di chuyển có thể bị trượt ngã
• Bên cạnh những mặt lợi, lực ma sát cũng có những điểm bất lợi như phát sinh nhiệt và bào mòn bộ phận chuyển động; khiến các bộ phận thiết bị bị hao mòn trong thời gian dài sử dụng.

Ma sát là một hiện tượng phổ biến mà chúng ta ít khi để ý đến các tác dụng hữu ích của nó, chỉ đơn giản cho rằng đó là các hiện tượng tự nhiên. Thông qua bài viết, hẳn bạn đã biết được lực ma sát đóng vai trò quan trọng như thế nào, lực ma sát xuất hiện khi nào rồi phải không? Đừng quên chia sẻ bài viết, theo dõi GiaiNgo để được cập nhật thêm những kiến thức mới nhé!