Trong các chương trình học cấp 2 và cấp 3 chắc chắn các bạn đã được làm quên với khái niệm lực ma sát là gì? Thế nhưng với thời gian dài không được bổ trợ lại kiến thức khiến cho nhiều bạn dần quên đi định nghĩa của nó. Vậy trong bài viết ngày hôm nay chúng ta sẽ đi nhắc lại khái niệm, phân loại và tính ứng dụng của lực ma sát chi tiết và cụ thể dưới đây nhé!
Khái niệm lực ma sát là gì?
Ma sát là gì?
Trong vật lý học, ma sát là 1 loại lực cản được xuất hiện giữa bề mặt vật chất và chống lại những xu hướng thai đổi vị trí tương đôi giữa 2 bề mặt. Có thể hiểu một cách đơn giản nó chính là lực cản trở các chuyển động của 1 vật và được tạo bởi các vật tiếp xúc với nó.
==> Xem thêm: Cách tính áp lực nước trong đường ống
Khái niệm lực ma sát
Lực ma sát là một lực làm cản trở chuyển động của 1 vật này so với vật khác. Nó không phải đơn giản là lực cơ bản mà nó sẽ chuyển hóa động năng từ chuyển động tương đối giữa những bề mặt với nhau trở thành năng lượng khác.
Việc chuyển hóa này thường sẽ xảy ra từ việc va chạm các phân tử của 2 bề mặt gây ra chuyển động thế năng dự trữ trong biến dạng hay nhiệt năng. Ngoài ra, nó còn được chuyển hóa từ sự chuyển động của các electron và được tích lũy 1 phần thành quang năng hoặc điện năng. Trong các trường hợp trnee thực tế thì động năng thường sẽ được chuyển hóa thành nhiệt năng của các bề mặt.
Công thức tính lực ma sát
Fms = µ.N
Trong đó:
- Fms: độ lớn của lực ma sát (N)
- µ: là hệ số ma sát
- N: áp lực (N)
Phân loại các lực ma sát
Trên lý thuyết thì lực ma sát sẽ được phân thành 3 loại là: ma sát trượt, ma sát nghỉ, ma sát lăn.
Lực ma sát trượt
Lực ma sát trượt xuất hiện khi mà có 2 vật thể trượt lên nhau. Và lực ma sát này có công dụng sẽ cản trở những chuyển động của vật đó lên trên bề mặt cho đến khi chúng dừng lại hẳn.
Đặc điểm của ma sát trượt
- Điểm đặt lên vật sát với bề mặt tiếp xúc.
- Phương hướng song song với mặt tiếp xúc
- Cần chiều chuyển động tương đối ngược chiều với bề mặt tiếp xúc.
Công thức của ma sát trượt
Công thức: Fmst = μt.N
Trong đó:
- Fmst: Độ lớn lực ma sát (N)
- μt: Hệ số của ma sát trượt
- N: Độ lớn áp lực của lực ma sát trượt (Phản lực) (N)
Ví dụ: Ở cây đàn violon, khi bạn cọ xát cần kéo với dây đàn thì chúng sẽ xuất hiện nên một lực ma sát trượt khiến cho dây đàn dao động và phát ra âm thanh.
Lực ma sát nghỉ
Đây là lực sẽ xuất hiện khi 2 vật tiếp xúc với nhau bởi bề mặt tiếp xúc đã tác dụng lên vật khi mà có một ngoại lực giúp cho vật đứng yên tương đối trên một bề mặt của vật khác. Hoặc có thể là thành phần của ngoại lực song song với bề mặt tiếp xúc công dụng làm vật có hiện tượng chuyển động.
Độ lớn của lực này sẽ thay đổi tùy thuộc vào lực tác động lên trên vật có xu hướng làm cho vật thay đổi chuyển động. Đồng thời, lực ma sát nghỉ còn có tác dụng giữa cho vật trong trạng thái cân bằng khi có một lực tác động lên vật.
Đặc điểm của ma sát nghỉ
- Điểm đặt lên vật sát với bề mặt tiếp xúc.
- Phương hướng song song với mặt tiếp xúc
- Chiều của lực sẽ ngược hướng với hợp lực của ngoại lực
Công thức tính ma sát nghỉ
Biểu thức: Fmsn = Ft. Fmmsn max = µn.N ( µn > µt).
Trong đó:
- Ft: Độ lớn của ngoại lực song song với bề mặt tiếp xúc (N)
- Fmsn: Độ lớn của lực ma sát nghỉ (N)
- Fmmsn Max: Đây là lực ma sát ở ngưỡng cực đại (N)
- µn: hệ số ma sát nghỉ
- µt: hệ số ma sát trượt
Ví dụ: Lực ma sát nghỉ sẽ giữ cho thùng hàng không bị trượt ra khỏi xe.
Lưu ý:
- Nếu vật đã đứng yên mà chịu các tác dụng của lực cân bằng thì không xuất hiện lực ma sát nghỉ.
- Nếu vật đã đứng yên mà chịu các tác dụng của lực không cân bằng thì sẽ xảy ra lực ma sát nghỉ.
==> Xem thêm: Tiêu âm khí nén là gì? Công dụng và ứng dụng
Lực ma sát lăn
Lực ma sát lắn chính là lực ngăn cản sự lắn của những vật thể có hình tròn hoặc nói một cách đơn giản là cản trở chuyển động lăn. Và độ lớn của lực ma sát sẽ nhỏ hơn so với các lực ma sát động khác. Khi mà có 1 vật lăn trên một vật khác, thì điểm tiếp xúc và cản trở chuyển động lắn chính là lực ma sát trượt.
Ví dụ: Lực ma sát lăn sẽ làm cản trở việc chuyển động của các vật đang lăn trên bề mặt phẳng giống như bánh xe đạp.
Công dụng của lực ma sát trong đời sống
- Nhờ vào lực ma sát nghỉ mà các vật sẽ được giữ cố định bên trong không gian. Ví dụ: Đinh vít được giữ trên tướng, ốc vít được bắt lại với nhau để không bị tuột ra ngoài,…
- Nhờ có lực ma sát trượt và ma sát lăn mà khi các vật đang trượt hoặc đang lăn sẽ dừng lại. Ví dụ: Phanh xe đạp, xe máy, ô tô sẽ giúp xe dừng lại.
- Nhờ vào ma sát trượt mà người ta đã sáng tạo ra diêm quẹt. Chẳng hạn như thời ngày xưa đã dùng lực ma sát để tạo ra lửa.
- Lực ma sát sinh ra nhiệt khi các vật cọ sát vào nhau. Ví dụ: Vào mùa đông, khi xoa 2 bàn tay lại với nhau sẽ giúp tay ấm lên.
Như vậy, với bài chia sẻ trên về khái niệm lực ma sát là gì, đồng thời cũng biết thêm các loại lực ma sát phổ biến. Qua đó, các bạn biết thêm thông tin cần thiết trong quá trình học tập và nghiên cứu.