Lực ma sát là gì? Xuất hiện khi nào?

Lực ma sát là loại lực không mấy xa lạ với chúng ta. Nó được ứng dụng khá nhiều trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, không mấy ai hiểu rõ kiến thức cơ bản lực ma sát là gì, lực ma sát xuất hiện khi nào, có mấy lực ma sát, lực ma sát có tác dụng gì,… Bài viết dưới đây sẽ phân tích cụ thể khái niệm lực ma sát là gì và đặc điểm của lực ma sát trượt, lực ma sát lăn,… Nếu bạn chưa nắm vững phần kiến thức này thì bài viết này dành cho bạn đó!

Lực ma sát là gì?

Kiến thức cơ bản của lực ma sát là gì lớp 8 trong chương trình học môn Vật lý cấp THCS có ghi khái niệm lực ma sát. Theo đó, lực ma sát chính là loại lực cản trở giữa bề mặt của các vật chất, đồng thời lực này chống xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa các bề mặt đó. Nói một cách dễ hiểu hơn thì lực ma sát là các lực cản chuyển động của vật và được sinh ra bởi những vật tác động trực tiếp tới nó.

Lực ma sát là gì?
Lực ma sát là gì?

Động năng giữa các bề mặt của vật trong quá trình chuyển động tương đối đã được lực ma sát chuyển hóa thành một dạng năng lượng khác. Quá trình thay đổi này được tạo ra nhờ sự va chạm giữa những phân tử của các bề mặt tiếp xúc. Nó tạo ra “chuyển động nhiệt” hoặc “thế năng dự trữ trong biến dạng của bề mặt hay chuyển động của các electron, chúng được tích lũy một phần thành điện năng hay thành quang năng”.

Có mấy loại lực ma sát?

Vậy có mấy lực ma sát nhỉ? Theo lý thuyết, lực ma sát gồm có ba loại lực: lực ma sát trượt, lực ma sát nghỉ, lực ma sát lăn.

Lực ma sát nghỉ là gì?

Ma sát nghỉ, hay còn gọi là ma sát tĩnh, chính là lực xuất hiện giữa hai vật tiếp xúc, trong đó vật này có xu hướng chuyển động so với vật còn lại. Tuy nhiên, vị trí tương đối của chúng chưa thay đổi. Ví dụ: lực ma sát nghỉ ngăn cản một vật sắp trượt (chuẩn bị trượt nhưng vị trí tương đối vẫn chưa thay đổi nhiều hoặc có thay đổi nhưng rất ít) trên một bề mặt nghiêng. 

Hệ số của lực ma sát nghỉ thường ký hiệu là μt. Nó thường lớn hơn so với hệ số của loại lực ma sát động. Lực ma sát nghỉ thường cản trở lực ban đầu làm cho vật chuyển động.

Lực ma sát trượt là gì?

Hiểu rõ về lực ma sát nghỉ, bạn có thể dễ dàng hiểu khái niệm lực ma sát trượt là gì. Lực ma sát trượt là loại lực ma sát được sinh ra khi một vật chuyển động trượt trên một bề mặt. Bề mặt tác dụng lên vật tại điểm tiếp xúc sinh ra một lực ma sát trượt, cản trở chuyển động của vật trên bề mặt đó.

Lực ma sát lăn là gì?

Gần giống với lực ma sát trượt, lực ma sát lăn là loại lực ngăn cản sự lăn của các vật có hình tròn, có thể hiểu đơn giản là loại lực cản trở chuyển động lăn. Độ lớn của lực ma sát lăn nhỏ hơn tất cả các lực ma sát động khác. Lực ma sát lăn xuất hiện trong quá trình một vật lăn trên một vật khác tại điểm tiếp xúc và cản trở chuyển động lăn. Lực ma sát lăn sẽ có đặc điểm giống như lực ma sát trượt.

Lực ma sát lăn
Lực ma sát lăn

Công thức tính các loại lực ma sát

Công thức tính lực ma sát trượt như sau: 

Fmst = µt.N

Trong đó:

  • Fmst: là độ lớn của lực ma sát trượt (đơn vị: N)
  • µt: hệ số ma sát trượt
  • N: Độ lớn áp lực (phản lực) (đơn vị: N)
Mô phỏng cách tính lực ma sát trượt
Mô phỏng cách tính lực ma sát trượt

Công thức tính lực ma sát nghỉ như sau: 

Fmsn = Ft Fmsn Max = μn.N (trong đó: μn > μt )

Trong đó:

  • Ft: Độ lớn của ngoại lực (hoặc các thành phần của ngoại lực) song song với bề mặt tiếp xúc.μn

Lưu ý: Trong trường hợp có nhiều lực tác dụng lên vật thì Ft chính là độ lớn hợp lực của các ngoại lực và thành phần của ngoại lực song song với bề mặt tiếp xúc vật.

Công thức tính lực ma sát lăn giống với công thức tính lực ma sát trượt.

Lực ma sát xuất hiện khi nào?

Để biết được lực ma sát xuất hiện khi nào, ta cần hiểu lực ma sát xuất hiện sinh ra khi có sự tiếp xúc giữa các bề mặt của vật chất. Nếu như lực hấp dẫn hay lực điện từ là các lực cơ bản thì lực ma sát chính là lực hút điện từ có trong hai hay nhiều bề mặt tiếp xúc của vật chất. Nói đơn giản, nếu các vật trượt, lăn hoặc nằm yên trên bề mặt vật chất khác đã sinh ra lực ma sát.

Tác dụng của lực ma sát là gì?

Có bao giờ bạn tự hỏi lực ma sát có tác dụng gì trong cuộc sống chưa? Các vật thể trong không gian quanh ta sẽ được giữ cố định bởi lực ma sát. Ví dụ đơn giản như: lực ma sát có tác dụng giúp giữ đinh đóng trên tường, lực ma sát có khả năng giúp con người có thể cầm nắm các vật thể. Những vật di chuyển khi vào cua mà không bị trượt là do lực ma sát đó. Vẫn có những trường hợp người di chuyển có thể bị trượt ngã (ở bề mặt trơn nhẵn), đó là vì lực ma sát quá nhỏ.

Đọc tới đây, bạn đã hiểu lực ma sát có tác dụng gì trong cuộc sống chưa? Có phải lúc nào lực ma sát cũng có lợi không? Lực ma sát vẫn có lợi, tuy nhiên, nó cũng có một số đặc điểm gây bất lợi riêng. Ví dụ: Lực ma sát có thể phát sinh nhiệt và bào mòn bộ phận chuyển động. Nó là nguyên nhân gây ra tình trạng  hao mòn ở các bộ phận thiết bị máy móc trong thời gian dài sử dụng.

Ta có thể kể đến những trường hợp ứng dụng lực ma sát trong cuộc sống hàng ngày như:

  • Trong một số lĩnh vực như kỹ thuật đánh bóng, sơn mài,… rất cần có lực ma sát thì mới hoạt động được.
  • Trong quá trình tìm hiểu lực ma sát là gì và lực ma sát xuất hiện khi nào, ta sẽ biết được lực ma sát giúp hãm tốc độ phương tiện giao thông khi con người di chuyển.
  • Thời tiền sử, con người có thể đánh lửa được là nhờ có lực ma sát đã tạo ra nhiệt năng.
Một số ứng dụng của lực ma sát
Một số ứng dụng của lực ma sát

Qua bài viết trên, hy vọng bạn đã hiểu về lực ma sát là gì, nắm vững kiến thức lực ma sát xuất hiện khi nào, lực ma sát có tác dụng gì trong cuộc sống, ví dụ về lực ma sát nghỉ, lực ma sát trượt. Việc hiểu rõ về các loại lực ma sát như lực ma sát trượt, lực ma sát lăn,… cũng như công thức tính lực ma sát rất quan trọng.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *