Lực ma sát là gì cùng ứng dụng trong nghiên cứu và cuộc sống

Trong mỗi chúng ta, chắc hẳn ai cũng đã từng nghe về lực ma sát. Vậy lực ma sát là gì? Đây là một lực gây cản trở chuyển động của vật này so với vật khác. Lực ma sát không phải là một lực cơ bản như các lực khác: trọng lực, lực hấp dẫn và lực điện từ. …., những những ứng dụng của nó trong cuộc sống là rất nhiều. Vậy để hiểu hơn về lực ma sát, những ứng dụng của chúng, mời các bạn hãy tham khảo bài viết dưới đây.

Thế nào là lực ma sát? 

Lực ma sát là gì?

Trong vật lý, lực ma sát được hiểu là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt vật này so với vật khác, đơn giản hơn nó chính là lực gây cản trở chuyển động.

Thực chất, lực ma sát gây chuyển hóa động năng của một vật khi chuyển động trên bề mặt vật khác thành năng lượng ở dạng khác (ví dụ nhiệt năng, điện năng hoặc quang năng, nhưng phần lớn là nhiệt năng).

Các loại ma sát hiện nay

Lực ma sát có thể chia ra thành: lực ma sát trượt, lực ma sát nghỉ, lực ma sát lăn, lực ma sát của chất lỏng (lực nhớt)

Lực ma sát trượt là gì?

Lực ma sát trượt là một loại lực ma sát được sinh ra khi một vật chuyển động trượt trên một bề mặt của vật khác và gây cản trở chuyển động của vật đó.

Đặc điểm cơ bản của lực ma sát

Đặc điểm lực ma sát trượt gồm các đặc điểm chính sau:

• Điểm đặt tại bề mặt tiếp xúc.
• Phương song song so với bề mặt tiếp xúc.
• Và ngược chiều với chiều chuyển động tương đối so với bề mặt tiếp xúc.

Công thức: Fmst = µt N

Giải thích chi tiết ý nghĩa của các đại lượng nói trên:

Fmst: là độ lớn của lực ma sát trượt (N)

µt: hệ số ma sát trượt

N: Độ lớn áp lực (phản lực) (N)

Ví dụ cơ bản về cách tính lực ma sát trượt:

Kéo vật trượt đều theo phương ngang như hình vẽ.

Ví dụ lực ma sát trượt

Áp lực N’ là lực nén của vật có khối lượng m lên bề mặt tiếp xúc sinh ra phản lực N cùng phương nhưng ngược chiều cùng độ lớn có điểm đặt tại vật m.

⇒ Fmst=µ.N’=µ.N=µ.m.g

Lực ma sát nghỉ là gì?

Lực Ma sát nghỉ (hay còn được gọi là lực ma sát tĩnh) là lực xuất hiện giữa hai vật tiếp xúc. Chúng có xu hướng chuyển động so với vật khác nhưng vị trí tương đối của chúng không thay đổi.

Đặc điểm của lực ma sát nghỉ

• Điểm đặt tại bề mặt tiếp xúc.
• Có phương song song so với bề mặt tiếp xúc.
• Ngược chiều với lực (hợp lực) của ngoại lực

Giải thích ý nghĩa các trị số:

• Ft: là độ lớn của ngoại lực.
• Fmsn: Độ lớn của lực ma sát nghỉ (đơn vị N)
• Fmmsn Max: là lực ma sát cực đại ( đơn vị N)
• µn: là hệ số ma sát nghỉ
• µt: là hệ số ma sát trượt

Chú ý quan trọng: Trong trường hợp có nhiều lực tác dụng lên vật, Ft chính là độ lớn của hợp lực tác dụng lên vật đó.

Lực ma sát lăn

Lực ma sát lăn là lực ma sát làm ngăn cản sự lăn của các vật có hình tròn trên bề mặt vật khác.

Nội lực ma sát lăn của chất lỏng

Lực nội ma sát của chất lỏng là lực cản trở chuyển động giữa những lớp của một chất lỏng, nó còn được gọi là lực nhớt.

Công thức tính lực ma sát nhớt là gì?

Giải thích trị số các ký hiệu:

μ là ký hiệu của hệ số ma sát nhớt hay độ nhớt của chất lỏng. Phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và nhiệt độ.

dv là ký hiệu của vận tốc chuyển động của lớp chất lưu chuyển (m/s)

dz là ký hiệu quãng đường chuyển động của lớp chất lưu chuyển (m)

∇S là ký hiệu thể hiện diện tích của hai lớp chất lỏng sát nhau (m^2)

Vai trò lực ma sát trong nghiên cứu và thực tiễn.

Vai trò lực ma sát trong thực tiễn

Nhờ vào bản chất của mình, mà lực ma sát có tác dụng giữ cố định các vật thể trong không gian: ví dụ giữ đinh trên tường, giúp con người cầm nắm chắc các vật thể.

Trong chuyển động, lực ma sát giúp vào cua mà không bị trượt ngã.

Trọng thực tiễn, lực ma sát được ứng dụng trong một số lĩnh vực như kỹ thuật đánh bóng, sơn mài,…

Tuy nhiên, lực ma sát cũng gây ra hao tổn nhiên liệu trong các máy móc, gây ra nhiều điểm bất lợi khác trong thực tiễn của chúng ta, vì thế mà các nhà nghiên cứu phải tìm cách để giảm lực ma sát.

Ứng dụng của lực ma sát là gì?

Một trong những cách phổ biến là chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn. Chẳng hạn trong ổ bi đó chính là việc chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn, giảm khả năng bị bào mòn trong chi tiết máy.

Cách nữa có thể là làm giảm ma sát tĩnh. Ví dụ trong chuyển động của đoàn tàu, khi khởi động thông thường đầu tàu sẽ bị giật lùi, điều này sẽ giúp đầu tàu kéo từng toa và chỉ chống lực ma sát tĩnh từng toa chứ không phải của cả đoàn tàu.

Một cách phổ biến nữa là thay đổi bề mặt vật liệu. Ví dụ chúng ta thường bôi trơn dầu mỡ đối với các bề mặt rắn.

Như vậy là chúng ta đã đi phân tích được những thông tin cơ bản nhất của lực ma sát rồi. Hi vọng các bạn có thể tiếp thu cho mình được những thông tin bổ ích.