Tổng hợp các loại lực ma sát và ứng dụng của lực ma sát trong đời sống

Ma sát là một khái niệm quen thuộc, không chỉ xuất hiện trong Vật lý mà chúng ta còn nghe về nó trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể hiểu rõ ma sát là gì, ứng dụng của nó và những tác hại mà ma sát gây ra. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ma sát.

ma sát là gì?

Trong Vật lý, lực cản xuất hiện giữa các bề mặt tiếp xúc của vật chất, có khả năng chống lại xu hướng dịch chuyển hoặc thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt được gọi là lực ma sát. Nói cách khác, ma sát là lực cản trở chuyển động của các vật thể khi chúng tiếp xúc với một bề mặt hoặc một vật thể khác.

Bạn đang xem: Tổng hợp các loại lực ma sát và ứng dụng của lực ma sát trong đời sống

Lực ma sát có tác dụng biến đổi động năng của chuyển động tương đối giữa các bề mặt khác nhau thành dạng năng lượng ban đầu khác. Sự chuyển đổi năng lượng thường xảy ra do sự va chạm giữa các phân tử của hai hoặc nhiều bề mặt.

Lực ma sát trượt

Lực ma sát trượt là gì?

Lực ma sát xuất hiện khi một vật trượt trên bề mặt của một vật khác gọi là lực ma sát trượt.

Ví dụ về ma sát trượt

Một số ví dụ về ma sát trượt là:

• Trong cuộc sống: Ma sát xuất hiện khi chúng ta phanh xe đạp. Khi đó lực ma sát giữa vành và má phanh là lực ma sát trượt đồng thời cũng làm bánh xe trượt trên mặt đường.

• Ở đàn violin: Khi cọ xát đàn violin và dây đàn sẽ xuất hiện ma sát giữa chúng làm cho dây đàn dao động tạo ra âm thanh.

• Trong lĩnh vực kỹ thuật: Các bộ phận bên trong máy trượt vào nhau gây ra ma sát ảnh hưởng đến quá trình vận hành máy.

Đặc điểm của lực ma sát trượt

Lực ma sát có đặc điểm sau:

• Lực xuất hiện tại mặt tiếp xúc của các vật trượt trên nhau hoặc trên bề mặt khác

• Lực ma sát ngược chiều với vận tốc

• Độ lớn của lực ma sát tỷ lệ thuận với độ lớn của áp suất

Độ lớn của lực ma sát trượt phụ thuộc vào yếu tố nào?

Qua thí nghiệm người ta đã rút ra kết luận: Độ lớn của lực ma sát trượt không phụ thuộc vào tốc độ và diện tích tiếp xúc của vật mà phụ thuộc vào điều kiện (gồ ghề, khô ráo, trơn trượt…). ..) và chất liệu của hai bề mặt tiếp xúc.

Hệ số ma sát trượt

Hệ số tỷ lệ giữa độ lớn của áp suất và độ lớn của lực ma sát trượt gọi là hệ số ma sát trượt. Biểu tượng:

Theo chứng minh, hệ số ma sát phụ thuộc vào các yếu tố sau: tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc và loại vật liệu. Hệ số ma sát trượt dùng để tính độ lớn của lực ma sát trượt.

Hệ thống:

Công thức lực ma sát trượt

Trong đó:

• F(mst): là độ lớn của lực ma sát

• t: là hệ số ma sát

• N: áp suất lên bề mặt tiếp xúc.

Lực ma sát động

Lực ma sát xảy ra khi một vật chuyển động so với vật khác và xảy ra ma sát giữa chúng.

Xem thêm : 48 Câu bài tập phát âm tiếng Anh lớp 5 giúp bé luyện nói hiệu quả

Hệ số ma sát động nhỏ hơn hệ số ma sát tĩnh. Ma sát động cũng được phân thành 3 loại khác nhau:

• Ma sát trượt

• Ma sát nhớt

• Lực ma sát lăn

Lực ma sát trượt

Lực ma sát trượt là lực xuất hiện khi hai vật trượt lên nhau. Lực sẽ làm cho vật không thể trượt (chuyển động) được nữa.

Lực ma sát nhớt

Ma sát nhớt xảy ra khi có sự tương tác giữa chất lỏng (hoặc chất khí) và vật rắn. Sự xuất hiện ma sát nhớt không chỉ do ma sát mà còn có thể được tạo ra khi lực ma sát có hướng trùng với tiếp tuyến của mặt tiếp xúc hoặc khi lực có hướng vuông góc với mặt tiếp xúc. liên hệ.

Lực ma sát lăn đóng góp đóng vai trò quan trọng (một phần cực kỳ quan trọng khi vận tốc của vật đủ lớn) trong việc tạo ra lực ma sát nhớt. Lưu ý rằng trong một số trường hợp, lực này sẽ có khả năng nâng vật lên trên.

Lực ma sát lăn

Lực ma sát lăn là lực xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt của một vật khác. Ví dụ: bánh xe, vật hình tròn, vật hình trụ,… Lực ma sát lăn có độ lớn rất nhỏ so với lực ma sát trượt. Giá trị ma sát lăn thường là 0,001.

Vì vậy, để giảm thiểu tác hại của ma sát trượt, người ta có thể tìm cách tạo ra ma sát lăn thay vì ma sát trượt. Ví dụ điển hình nhất về ma sát lăn trong cuộc sống là chuyển động của bánh xe trên đường.

Lực ma sát nghỉ

Ma sát tĩnh là gì?

Lực ma sát nghỉ (còn gọi là lực ma sát tĩnh) là lực xuất hiện giữa hai hoặc nhiều vật tiếp xúc nhau và một vật sẽ có xu hướng chuyển động tương đối so với vật kia nhưng không làm thay đổi vị trí tương đối của nó.

Khi ta tác dụng một lực lên một vật song song với mặt tiếp xúc nhưng vật đó chưa chuyển động thì mặt tiếp xúc đã tác dụng một lực ma sát tĩnh lên vật đó cân bằng với ngoại lực.

Ví dụ về ma sát tĩnh

Trong cuộc sống:

• Xe đỗ trên đường dốc vẫn có thể đứng yên nhờ lực ma sát tĩnh.

• Lực ma sát nghỉ giữa mặt đường và bàn chân giúp chúng ta đứng vững mà không bị ngã.

• Trong siêu thị, người ta có thể đứng trên thang máy chuyển động lên dốc (xuống dốc) nhờ lực ma sát tĩnh.

Trong kỹ thuật: Người ta tác dụng lực ma sát tĩnh lên các băng tải trong nhà máy. Nhờ đó, các sản phẩm như xi măng, bao đường, hàng hóa… có thể di chuyển dọc theo băng tải mà không bị trượt, ngã.

Đặc điểm của lực ma sát tĩnh

Lực ma sát tĩnh có đặc điểm sau:

• Điểm tác dụng của lực là tại vật (gần bề mặt tiếp xúc).

• Hướng của lực song song với bề mặt tiếp xúc.

• Lực ma sát tĩnh ngược chiều với lực tác dụng lên vật khi vật đứng yên.

• Lực ma sát tĩnh có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng lên vật.

Ghi chú:

• Xem thêm : Tổng hợp các danh xưng trong tiếng Anh và cách sử dụng chuẩn người bản ngữ

  Khi vật trượt thì lực ma sát trượt nhỏ hơn lực ma sát tĩnh cực đại.

• Khi một vật chịu tác dụng của lực ma sát tĩnh thì vật đó sẽ không chịu tác dụng của các lực khác.

Độ lớn của lực ma sát tĩnh

Lực ma sát tĩnh có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng lên vật. Lực ma sát sẽ có độ lớn lớn nhất ngay khi vật bắt đầu chuyển động. Giá trị lớn nhất của lực ma sát tĩnh được xác định theo công thức:

Xem thêm: Những điều bạn cần biết về lực hấp dẫn và định luật vạn vật hấp dẫn

Ứng dụng ma sát trong cuộc sống

Ma sát luôn xuất hiện trong tự nhiên, diễn ra xung quanh con người nhưng có lẽ chúng ta không để ý đến nó. Ứng dụng của ma sát rất rộng, phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Ma sát giúp phương tiện di chuyển tránh bị trượt trên những đoạn đường cong hoặc đường trơn trượt.

• Lực ma sát có tác dụng giữ cho vật và người đứng yên trong không gian và trên mặt đất.

• Ma sát giúp chúng ta dễ dàng cầm một vật trong tay. Việc đinh bám vào tường cũng là nhờ lực ma sát…

• Ma sát có khả năng sinh ra nhiệt năng nên được dùng với mục đích đánh lửa hoặc làm đá lửa. Ngoài ra, theo một số giả thuyết, ở thời tiền sử, nó còn được dùng làm công cụ để tạo ra lửa.

• Lực ma sát còn được coi là động lực giúp các vật chuyển động. Ví dụ, khi một chiếc ô tô đang chuyển từ trạng thái đứng yên sang trạng thái chuyển động, lực đẩy do động cơ tạo ra sẽ làm di chuyển các tuabin và sau đó truyền một lực tới các bánh xe.

• Ma sát được sử dụng trong việc phanh và làm chậm các phương tiện di chuyển trên Trái đất.

• Ma sát còn được dùng để làm thay đổi hình dạng bề mặt trong một số lĩnh vực như sơn mài, đánh bóng, mài gương,…

Một số cách giảm ma sát

Lực ma sát có nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Tuy nhiên, nó cũng có những tác hại nhất định như ăn mòn bề mặt, cản trở chuyển động, sinh nhiệt gây nổ,… Vì vậy, con người sẽ tìm cách giảm ma sát để hạn chế những tình huống xấu có thể xảy ra.

• Chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn: Ví dụ như ổ trục ô tô – đó là ví dụ chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn, giúp giảm đáng kể ma sát cũng như giảm khả năng trục xe bị mòn.

• Giảm ma sát tĩnh: Ví dụ, khi tàu khởi động, đầu máy thường sẽ bị giật lại. Điều này sẽ giúp đoàn tàu kéo từng toa xe và chỉ cần chịu lực ma sát tĩnh của từng toa chứ không phải lực ma sát tĩnh của toàn bộ đoàn tàu.

• Thay đổi vật liệu/bề mặt tiếp xúc: thay đổi tính chất của bề mặt sẽ giúp giảm ma sát. Ví dụ: làm mịn bề mặt bằng chất bôi trơn như chất bôi trơn, mỡ bôi trơn cho bề mặt rắn. Điều này có tác dụng làm giảm hệ số ma sát, giảm khả năng mài mòn và giảm sinh nhiệt.

• Giảm tải trọng: Vì lực ma sát tỉ lệ với lực pháp tuyến tác dụng lên vật, tức là tỉ lệ thuận với trọng lượng của vật. Vì vậy, việc giảm tải bằng cách giảm trọng lượng hoặc áp suất lên vật sẽ giúp giảm ma sát.

Phần kết luận:

Nguyễn Tất Thành đã cập nhật đầy đủ những kiến ​​thức cần thiết liên quan đến chủ đề Ma sát. Hy vọng qua bài viết này các bạn có thể học tốt và biết cách áp dụng những kiến ​​thức lý thuyết đã học vào thực tế một cách hiệu quả.

Nguồn: https://truongnguyentatthanh.edu.vn
Danh mục: Giáo dục