Tìm hiểu các loại lực ma sát phổ biến và công thức tính lực ma sát

Lực ma sát là kiến thức thú vị được đưa vào giảng dạy trong bộ môn vật lý lớp 10. Trong suốt bộ môn vật lý cấp 3 các bạn học sinh sẽ được làm quen, vận dụng để giải các bài toán. Vậy bạn đã biết lực ma sát là gì? Công thức tính lực ma sát như thế nào chưa? Hãy cùng tham khảo bài viết dưới đây của ReviewAZ chúng tôi để có thêm nhiều thông tin hữu ích nhé!

Lực ma sát là gì?

Trong vật lý, ma sát là lực cản được xuất hiện giữa các bề mặt vật chất chống lại sự thay đổi vị trí tương đối giữa bề mặt. Vậy lực ma sát là lực cản trở chuyển động của 1 vật tạo nên khi tiếp xúc với những vật tiếp xúc khác.

Trong quá trình vật chuyển động tương đối động năng giữa các bề mặt tiếp xúc của vật sẽ được lực ma sát chuyển thành dạng năng lượng khác. Bởi sự va chạm giữa các tử trong quá trình va chạm của bề mặt tiếp xúc nên quá trình thay đổi này được diễn ra.

Dạng năng lượng được chuyển thành chuyển động nhiệt, thế năng, chuyển động của electron hoặc được tích lũy thành quang năng hay điện năng.

Các loại lực sát và công thức tính lực ma sát

Lực ma sát trong lý thuyết được chia thành 3 loại chính sau: lực ma sát trượt, lực sát lăn, lực ma sát nghỉ. Cụ thể các loại lực ma sát có các tính chất sau:

Lực ma sát lăn

Lực ma sát trượt xuất hiện khi một vật chuyển động trượt trên bề mặt. Ở mặt tiếp xúc tác dụng lên vật một lực ma sát trượt làm cản trở chuyển động của vật. Lực ma sát trượt có hướng ngược với vận tốc và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực.

Đặc điểm của ma sát trượt

Mỗi lực được tạo nên sẽ có các đặc điểm riêng biệt khác nhau. Vậy lực ma sát trượt có những đặc điểm nhận biết như thế nào? Hãy tham khảo một số đặc điểm sau đây:

• Điểm đặt lên vật sát với bề mặt tiếp xúc
• Lực ma sát trượt ngược chiều với chiều chuyển động tương đối của bề mặt tiếp xúc
• Phương song song với bề mặt tiếp xúc

Có thể bạn quan tâm: Định lý talet là gì? Ứng dụng định lý Talet vào toán học như thế nào?

Độ lớn lực ma sát phụ thuộc vào yếu tố nào?

Sau đây là một số yếu tố tác động đến độ lớn của lực ma sát:

• Độ lớn của lực ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của 2 bề mặt tiếp xúc. Đồng thời không phụ thuộc vào diện diện tích tiếp xúc hay tốc độ của vật.
• Độ lớn của lực ma sát trượt  tỉ lệ với độ lớn áp lực

Hệ số ma sát trượt

Một số hệ số ma sát trượt được sử dụng trong các bài toán bạn nên biết:

• Hệ số ma sát trượt là hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của lực ma sát và độ lớn áp lực của vật lên bề mặt.
• Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của 2 bề mặt tiếp xúc
• Hệ số ma sát trượt được kí hiệu là μt

Công thức tính lực ma sát trượt

Fmst = µt N

Trong đó:      

Fmst: là độ lớn của lực ma sát trượt

µt: là hệ số ma sát trượt

N: là độ lớn áp lực (phản lực)

Lực ma sát lăn

Lực ma sát lăn xuất hiện khi có vật lăn trên bề mặt của một vật khác có sự cản trở chuyển động văn của vật.

Hệ số của ma sát lăn

Hệ số của ma sát lăn nhỏ hơn rất nhiều lần so với ma sát trượt và tất cả các loại lực ma sát khác.

Vai trò của ma sát lăn

Bởi độ lớn của lực ma sát lăn rất ít nên có thể hạn chế được các tác hại do lực ma sát gây nên. Con người đã sử dụng cách thay thế các ma sát trượt,...bằng ma sát lăn nhằm giúp việc chuyển động dễ dàng, nhanh chóng hơn. Ví dụ cụ thể như: bánh lăn, ổ bi,...+

Có thể bạn quan tâm: Diện tích hình tròn là gì? Có những công thức nào để tính?

Lực ma sát nghỉ

Lực ma sát nghỉ hay lực ma sát tĩnh xuất hiện khi hai vật tiếp xúc nằm yên trên bề mặt.

Ví dụ: Lực mát nghỉ khiến cho bánh xe khi mới bắt đầu khởi động lăn chậm hơn khi đang chạy. Tuy nhiên khi bánh xe đang di chuyển thì bánh xe vẫn chịu lực mát động tác dụng. Vì vậy lực ma sát nghỉ sẽ lớn hơn lực của ma sát động.

Đặc điểm của lực ma sát nghỉ

• Lực ma sát nghỉ có phương song song với mặt tiếp xúc
• Chiều của ma sát nghỉ ngược chiều với hợp lực của ngoại lực hoặc chuyển động của vật
• Khi có tác dụng lực song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó thì ma sát nghỉ sẽ chuyển thành ma sát trượt.

Vai trò của ma sát nghỉ

Lực ma sát nghỉ giữ vai trò là lực phát động cho các vật chuyển động.

Công thức tính lực ma sát nghỉ

F = F0kt

Trong đó:

F0 là lực mà vật tác dụng lên mặt phẳng

kt: là hệ số ma sát nghỉ

Làm thế nào để giảm bớt lực ma sát?

Như đã nói ở trên lực ma sát được con người vận dụng rất trong đời sống, tuy nhiên nó cũng mang lại nhiều bất lợi. Bởi vậy, việc giảm bớt lực ma sát trong nhiều trường hợp là điều cần thiết. Sau đây là một cách để giảm lực ma sát bạn nên biết:

• Có thể chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn để dịch chuyển vật linh hoạt hơn. Ví dụ như: lắp ráp thêm bánh xe cho tủ đồ để di chuyển dễ dàng và tránh bào mòn khi dịch chuyển vị trí.
• Thay đổi chất liệu hay vật liệu bề mặt của vật chất nhằm giảm tác dụng ma sát với bề mặt. Ví dụ như: sử dụng các chất bôi trơn lên bề mặt rắn để giảm ma sát.
• Giảm lực ma sát tĩnh/ lực ma sát nghỉ. Ví dụ: trước khi tàu bắt đầu di chuyển thì sẽ giật lùi về phía sau chống lại lực ma sát tĩnh của từng toa chứ không còn là của cả đoàn tàu. Như vậy đoàn tàu có thể khởi động nhanh hơn.

Trên đây là toàn bộ nội dung tìm hiểu về các loại lực ma sát và công thức tính các lực ma sát phổ biến. Hy vọng những thông tin của bài viết sẽ hữu ích cho bạn đọc và người thân. Để có thêm nhiều thông tin thú vị khác hãy truy cập vào website của chúng tôi và đừng quên bấm theo dõi nhé!

Có thể bạn quan tâm: Cách tính diện tích hình thang giúp cho việc học tập trở nên thuận lợi