Lực ma sát là một trong những loại lực chống lại chuyển động của một vật đang chuyển động so với vật khác. Nó không phải là một lực cơ bản, chẳng hạn như lực hấp dẫn hoặc lực điện từ. Vậy bạn đã biết thêm về lực ma sát và những đặc điểm nổi bật của nó, hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
Lực ma sát là gì?
Ma sát trong vật lý được quan niệm là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt của vật chất, liên quan đến xu hướng thay đổi vị trí cố định giữa hai bề mặt. Nói một cách đơn giản hơn, khi các lực ngăn cản chuyển động của một vật thể do vật thể tiếp xúc với nó tạo ra được gọi là lực ma sát.
Ma sát chuyển đổi động năng thành một dạng năng lượng khác. Sự truyền năng lượng xảy ra khi các phân tử của hai bề mặt gây ra chuyển động nhiệt hoặc thế năng được tích trữ trong sự biến dạng của một bề mặt hoặc chuyển động của các electron. Nó sẽ tích lũy dần dần dưới dạng ánh sáng hoặc điện năng.
Trong trường hợp thực tế, động năng của các bề mặt chủ yếu được chuyển thành nhiệt. Về mặt vật lý, lực ma sát xảy ra giữa các vật thể trong cuộc sống là lực điện từ. Một trong những lực cơ bản của tự nhiên giữa các phân tử và nguyên tử.
Công thức cho lực ma sát là gì?
Lực ma sát sẽ không được tính toán mà không có sự phân biệt, nhưng nó được xác định bởi công thức Fms = µ.N. Trong đó Fms là độ lớn của ma sát tính bằng N đơn vị, µ là hệ số ma sát và N là áp suất tính bằng N đơn vị.
Khi nào ma sát xảy ra?
Ma sát sẽ xảy ra khi giữa các bề mặt của hai vật thể khi một vật thể tác dụng lực lên vật thể khác. Loại lực này phụ thuộc nhiều vào bề mặt tiếp xúc, độ lớn của áp suất. Vì vậy, bạn phải phân biệt giữa bề mặt tiếp xúc và diện tích tiếp xúc.
Lực ma sát không bị ảnh hưởng bởi vận tốc của vật và diện tích tiếp xúc. Loại lực lượng này cũng được chia thành hai trường hợp khác nhau. Loại lực này được coi là một loại lực chống lại lực bình thường.
Phân loại lực ma sát
Lực ma sát trượt
Lực ma sát trượt xảy ra khi nào? Lực ma sát trượt chỉ xảy ra khi hai vật trượt qua nhau. Mặt khác, lực ma sát trượt có tác dụng cản trở chuyển động của vật trên mặt phẳng cho đến khi vật dừng hẳn. Lực ma sát trượt có các đặc điểm và tính chất sau:
- Bề mặt tiếp xúc gần với điểm đặt trên vật thể.
- Có các song song trên bề mặt tiếp xúc.
- Phương ngược với phương chuyển động so với mặt tiếp xúc.
- Lực ma sát trượt có công thức: Fmst = µt.N.
Ma sát lăn
Tương tự như lực ma sát trượt, lực ma sát lăn là lực ngăn không cho các vật tròn quay. Hay có thể hiểu đơn giản là lực tác dụng để ngăn cản chuyển động quay. Độ lớn của ma sát lăn sẽ nhỏ hơn tất cả các ma sát động khác. Và ma sát quay thường xảy ra trong quá trình quay của một vật này so với vật khác tại thời điểm tiếp xúc và ngăn cản chuyển động quay. Do đó, ma sát lăn tương tự như ma sát trượt.
Khi hai vật tiếp xúc với nhau thì xuất hiện lực ma sát nghỉ
Ma sát nghỉ còn được gọi là ma sát tĩnh và là lực xuất hiện giữa hai vật tiếp xúc với nhau sẽ có xu hướng chuyển động tương đối với nhau. Tuy nhiên, vị trí tương đối của chúng sẽ không thay đổi.
Ví dụ, lực ma sát tĩnh ngăn không cho một vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng. Tuy nhiên, hệ số ma sát động thường sẽ nhỏ hơn hệ số ma sát tĩnh và thường được ký hiệu là μt. Lực ban đầu làm cho các vật chuyển động sẽ bị lực ma sát tĩnh chống lại.
Ma sát ở chế độ không tải khiến các bánh xe khi khởi động không quay nhanh như khi chạy. Tuy nhiên, khi chuyển động, bánh xe vẫn chịu lực ma sát động. Do đó, lực ma sát tĩnh sẽ lớn hơn lực ma sát động. Do đó, ma sát nghỉ ngơi có các đặc điểm và tính chất sau:
- Ngăn chặn các vật thể bị ảnh hưởng bởi các lực lượng khác.
- Giá trị cực đại của lực ma sát tĩnh khi vật chuyển động hoặc ma sát nghỉ cực đại phải được tính theo công thức sau: F = F0kt.
Trong chất lỏng có lực ma sát trong
Lực ma sát trong của chất lỏng là lực cản giữa các lớp chuyển động của chất lỏng đó. Còn được gọi là lực nhớt. Chất lỏng càng đặc, chất lỏng càng nhớt. Ví dụ, mật ong sẽ có ma sát nhớt lớn hơn nhiều so với nước.
Lực ma sát được sử dụng như thế nào?
Nhờ đặc điểm và tính chất, lực ma sát có tác dụng giữ vật cố định trong không gian. Ví dụ như đóng đinh vào tường, giúp con người giữ chặt đồ vật, v.v. Trong chuyển động, lực ma sát giúp bám các góc mà không bị trượt.
Trên thực tế, ma sát được sử dụng trong một số lĩnh vực kỹ thuật như đánh vecni, đánh bóng, v.v. Tuy nhiên ma sát cũng sẽ làm tiêu hao nhiên liệu máy móc và gây ra nhiều bất lợi trong quá trình thực hành của chúng ta.
Lưu ý để giảm ma sát
Có một số cách để giảm ma sát giữa các bề mặt, chẳng hạn như trọng lượng lên một vật thể, bôi trơn, giảm áp suất hoặc làm nhẵn bề mặt, v.v. Nhưng bạn có biết làm thế nào để làm điều này? Chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách thực hiện!
bề mặt nhẵn
Phương pháp làm nhẵn bề mặt là mài. Một chất cứng được sử dụng để mài và phá vỡ các bất thường trên bề mặt mềm. Ví dụ như đánh bóng bề mặt gỗ, gạch, đá hoa cương, v.v. Nhám cũng là một loại mài, dùng để điều chỉnh vị trí cần cố định. Ăn mòn hóa học cũng là một phương pháp xử lý được thực hiện để giảm các bất thường trên bề mặt.
Sử dụng chất bôi trơn
Chất bôi trơn và mỡ bôi trơn là những chất được bôi lên bề mặt để giảm ma sát. Nó có thể cung cấp khả năng trượt trơn tru và giảm sinh nhiệt. Mỡ chủ yếu ở dạng lỏng hoặc bán rắn làm giảm ma sát trượt khô.
Giảm gánh nặng
Giảm tải bằng cách giảm áp suất hoặc trọng lượng lên vật thể. Ma sát sẽ tỉ lệ thuận với lực bình thường tác dụng lên nó. Lực pháp tuyến phụ thuộc vào khối lượng của vật thể. Trọng lượng của vật càng lớn thì lực ma sát gây ra cho vật càng lớn và ngược lại, trọng lượng của vật càng nhỏ thì lực ma sát gây ra cho vật càng nhỏ.
Sử dụng lực ma sát trượt sau khi thay thế lực ma sát lăn
Lực ma sát trượt là lực cản do hai vật trượt lên nhau tạo ra. Lực ma sát lăn là lực chống lại chuyển động của một vật khi chuyển động lăn trên một bề mặt. Lực ma sát lăn không bao giờ lớn hơn lực ma sát trượt. Trong hầu hết các ứng dụng xin chào