Nhờ có lực ma sát mà các phương tiện giao thông di chuyển trên đường, chúng ta có thể cầm nắm được đồ vật,… Vậy lực ma sát là gì? Có những loại lực ma sát nào? Mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn nhé!
Contents [hide]
Lực ma sát là gì? Cho ví dụ minh họa
Lực ma sát là lực cản trở chuyển động, được sinh ra giữa bề mặt tiếp xúc của vật thể. Khi hai vật thể cọ sát nhau và tạo ra chuyển động thì lực ma sát sẽ chuyển hóa động năng thành các dạng năng lượng khác. Sự chuyển hóa này xảy ra do sự va chạm các phân tử giữa các bề mặt.
Trong thực tế, đa số các trường hợp động năng được chuyển hóa thành nhiệt năng.
Để hiểu rõ hơn về khái niệm lực ma sát là gì lớp 6, chúng ta cùng tham khảo ví dụ sau:
- Khi chơi cầu trượt, bề mặt tiếp xúc giữa lưng và mông ta với mặt cầu trượt có lực ma sát
- Khi đẩy thùng hàng, bề mặt tiếp xúc giữa thùng hàng với bề mặt sàn có lực ma sát
Có những loại lực ma sát nào?
Lực ma sát trượt
(*) Khái niệm:
Lực ma sát trượt là lực sinh ra khi một vật thể trượt trên bề mặt của vật thể khác. Hay nói cách khác, lực ma sát trượt xuất hiện tại bề mặt tiếp xúc khi vật thể chuyển động trượt trên một bề mặt, gây ra chuyển động cản trở của vật.
Ví dụ về lực ma sát trượt:
- Khi ta viết chữ lên bảng, vị trí tiếp xúc giữa viên phấn và bảng có lực ma sát trượt
- Khi kéo đàn violon, vị trí cọ sát giữa cần kéo và dây đàn xuất hiện lực ma sát trượt khiến dây đàn dao động và phát ra âm thanh.
(*) Công tính thức:
Fmst = Ut.N
Trong đó:
- Fmst: Lực ma sát trượt (N)
- Ut: Hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng bề mặt tiếp xúc.
- N: Độ lớn phản ứng
(*) Đặc điểm:
Độ lớn lực ma sát trượt có các đặc điểm sau:
- Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc hay tốc độ di chuyển của vật
- Có phương song song với bề mặt tiếp xúc và chiều ngược chiều chuyển động của vật
(*) Ý nghĩa:
Lực ma sát trượt có ý nghĩa quan trọng. Ví dụ khi ta hãm phanh, lực ma sát xuất hiện có tác dụng giúp xe đi chậm lại và dừng chuyển động. Hay lực ma sát trượt giúp làm nhẵn bề mặt vật thể cứng như gỗ, kim loại,… để tăng thẩm mỹ.
Tuy nhiên trong một số trường hợp, lực ma sát trượt có hại. Chúng có thể làm hao mòn các chi tiết máy. Đó là lý do vì sao chúng ta phải tra mỡ công nghiệp để hạn chế tình trạng ma sát trượt khi vận hành máy.
Lực ma sát lăn
(*) Khái niệm:
Lực ma sát lăn là lực xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc của vật thể khi lăn trên bề mặt của vật thể khác. Lực ma sát lăn có tác dụng ngăn cản chuyển động của vật thể nhưng nhỏ hơn rất nhiều so với lực ma sát trượt.
Ví dụ về lực ma sát lăn:
- Quả bóng lăn trên sân
- Đẩy hàng bằng xe đẩy thì bánh xe lăn trên đường có xuất hiện lực ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường
- Dùng rulo sơn tường, giữa tường và rulo có xuất hiện lực ma sát lăn
(*)Công thức tính:
Fmsl = Ul.N
(*) Đặc điểm:
- Có phương song song với bề mặt tiếp xúc
- Có chiều ngược với chiều chuyển động của vật
- Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn rất nhiều so với ma sát trượt
(*) Ý nghĩa:
Lực ma sát lăn giúp vật có thể di chuyển dễ dàng hơn. Vì vậy, người ta đã tìm cách thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn. Ví dụ, sử dụng con lăn (bánh xe) để di chuyển thùng hàng. Hay chế tạo ổ trục, ổ bi,… để giảm hao mòn của trục bánh xe.
Lực ma sát nghỉ
(*) Khái niệm:
Lực ma sát nghỉ là lực giữ cho vật đứng yên (không chuyển động) ngay cả khi bị kéo hoặc đẩy.
Ví dụ về lực ma sát nghỉ:
- Khi ta đẩy chiếc bàn mà chiếc bàn vẫn đứng yên
- Ta kéo con trâu mà nó vẫn đứng yên ở vị trí cũ
- Lực ma sát nghỉ giữa bàn chân và mặt đường giúp chúng ta có thể đứng vững, không bị ngã
- Người đứng trên thang cuốn dốc di chuyển cùng với thang cuốn mà không bị ngã nhờ lực ma sát nghỉ
(*) Công thức tính:
Fmsn = Un.N (Un > Ut)
Lực ma sát nghỉ cực đại có độ lớn xấp xỉ bằng lực ma sát trượt. Vì vậy, có thể dùng công thức tính lực ma sát trượt để tính lực ma sát nghỉ cực đại.
(*) Đặc điểm:
- Có phương song song với bề mặt tiếp xúc của vật
- Chiều ngược chiều với chuyển vật chuyển động hoặc chuyển các ngoại lực
- Luôn giữ vật ở trạng thái cân bằng khi có ngoại lực tác dụng lên vật
- Khi vật đứng yên nhưng chịu tác dụng của lực cân bằng thì không tồn tại lực ma sát nghỉ. Ngược lại, nếu vật đứng yên và chịu tác dụng của lực không cân bằng thì có lực ma sát nghỉ.
(*) Ý nghĩa:
- Lực ma sát nghỉ giúp chúng ta có thể bước đi trên mặt đất mà không bị trượt ngã.
- Lực ma sát nghỉ giúp hệ thống băng truyền có thể đưa hàng hóa từ vị trí này sang vị trí khác.
- Lực ma sát nghỉ giúp chúng ta có thể cầm nắm đồ vật trên tay, đinh vít có thể giữa lại trên tường,…
- Trong kỹ thuật, lực ma sát nghỉ giúp dây curoa không bị trượt ra khỏi vị trí và làm quay động cơ,…
Cách làm giảm lực ma sát là gì?
Lực ma sát có thể có hại trong một vài trường hợp. Vì vậy, người ta thường tìm cách làm giảm lực ma sát bằng cách:
- Làm nhẵn bề mặt vật thể để giảm hệ số ma sát trượt
- Giảm trọng lượng của vật khi di chuyển trên bề mặt
- Chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn
- Dùng chất bôi trơn như mỡ, dầu,… để giảm hệ số ma sát
Bài tập về lực ma sát
Ví dụ 1: Một vật thể có khối lượng 10kg được đặt trên mặt sàn. Một lực tác dụng 30N theo phương ngang kéo vật chuyển động. Hệ số ma sát giữa sàn nhà và vật là 0.2; g = 10m/s2. Hãy tính gia tốc của vật là bao nhiêu?
Lời giải:
Chọn hệ quy chiếu như hình minh họa, chiều dương Ox là chiều chuyển động của vật.
Theo định luật II Newton, ta có:
F + Fms + N + P = ma
Chiếu lên trục Ox có: F – Fms = ma
Chiếu lên trục Oy có: N – P = 0 => N = mg = 10 x 10 = 100N
=> Fms = 0.2 x 100 = 20 N
Có F – Fms = ma
⇔ 30 – 20 = 10a
=> a = 1 m/s2
Ví dụ 2: Vật thể có khối lượng m di chuyển với tốc độ 25m/s trên mặt phẳng ngang thì trượt dốc. Dốc có độ dài 50m, chiều cao 14m và hệ số ma sát 0.25. Hãy tính gia tốc của vật khi lên dốc?
Lời giải:
Chọn hệ quy chiến như hình minh họa. Khi đó, vật chịu tác dụng của các lực là N, Fms, P.
Áp dụng định luật II Newton, có: N + P + Fms = ma
Chiếu lên trục Ox, có: -P – Fms = ma => -Psin – N = ma (1)
Chiếu lên trục Oy, có: N = Py = Pcos (2)
Từ (1) và (2), ta có:
-Psin – Pcos = ma
=> a = -gsin – gcos
XEM THÊM:
Trên đây là bài viết chia sẻ toàn bộ thông tin về lực ma sát là gì lớp 8. Mong rằng sẽ cung cấp cho bạn đọc nhiều kiến thức hữu ích trong quá trình ôn tập và nghiên cứu. Đừng quên theo dõi SUPPERCLEAN để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích khác nhé!
