Lực ma sát là gì? Công thức tính lực ma sát – Vật Lí lớp 10

Lực ma sát là gì? Bài viết này sẽ đem đến cho chúng ta những nội dung hữu ích nào đây. Cùng kienthucthpt tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây.

I. Lực ma sát trượt

1. Sự xuất hiện của lực ma sát trượt

– Lực ma sát trượt xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật chuyển động trượt trên một bề mặt.

– Lực ma sát trượt có hướng ngược với hướng của vận tốc, làm cản trở chuyển động của vật.

– Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực, không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.

– Biểu thức:
\[
F_{ms} = \mu_t \cdot N
\]
Trong đó: \(\mu_t\) là hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc, và được dùng để tính lực ma sát trượt.

Ví dụ:

• Khi bạn bóp phanh xe máy hoặc xe đạp, lực ma sát giữa má phanh và vành bánh xe sẽ làm chậm tốc độ của xe. Đây là một ví dụ về ma sát trượt giữa các bề mặt kim loại, giúp kiểm soát tốc độ của xe hiệu quả.
• Khi bạn đi trên sàn nhà, lực ma sát trượt giữa đế giày và mặt sàn sẽ cản trở sự trượt của chân bạn. Điều này giúp bạn giữ được sự ổn định và không trượt ngã. Ma sát trượt xảy ra khi có hai bề mặt trượt lên nhau.
• Khi một cầu thủ sút bóng, lực ma sát giữa bóng và mặt cỏ giúp thay đổi hướng và tốc độ của bóng. Ma sát này cũng có thể giúp cầu thủ thực hiện các kỹ thuật điều khiển bóng tốt hơn.

2. Đặc điểm độ lớn của lực ma sát trượt

– Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.

– Tỉ lệ với độ lớn của áp lực.

– Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.

II. Lực ma sát lăn

– Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên mặt một vật khác để cản trở chuyển động lăn của vật.

– Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn rất nhiều lần hệ số ma sát trượt.

– Vai trò của lực ma sát lăn:

Vì lực ma sát lăn rất nhỏ so với lực ma sát trượt nên để hạn chế tác hại của ma sát trượt, người ta tìm cách thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn nhờ các ổ bi, con lăn… Ma sát lăn giúp cho vật chuyển động dễ dàng hơn.

Ví dụ: Khi bạn đi xe đạp, lực ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường giúp xe có thể tiến về phía trước mà không bị trượt. Ma sát lăn thường nhỏ hơn ma sát trượt, và nó giúp giảm tổn hao năng lượng so với ma sát trượt.

>> Xem thêm >> Độ dịch chuyển là gì? Công thức tính độ dịch chuyển tổng hợp

III. Lực ma sát nghỉ

– Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi một vật nằm yên trên bề mặt vật khác.

* Đặc điểm của lực ma sát nghỉ:

– Lực ma sát nghỉ có:

+ Điểm đặt lên vật (sát bề mặt tiếp xúc).

+ Phương song song với mặt tiếp xúc.

+ Chiều ngược chiều với lực (hợp lực) của ngoại lực (các ngoại lực và thành phần của ngoại lực song song với bề mặt tiếp xúc) hoặc chiều chuyển động của vật.

– Khi lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó thì vật sẽ trượt.

\[
F_{msn}^{max} = F_{mst}
\]

* Vai trò: Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực phát động giúp các vật chuyển động.

Ví dụ: Khi bạn cố gắng đẩy một vật nặng như tủ sách mà tủ không chuyển động, lực ma sát nghỉ giữa tủ và mặt sàn đang ngăn không cho tủ di chuyển. Ma sát nghỉ phát huy tác dụng khi không có chuyển động tương đối giữa hai bề mặt tiếp xúc.