Lực ma sát là một trong những loại lực xuất hiện phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nghiên cứu về lực ma sát cũng có nhiều ứng dụng đối với con người. Vậy lực ma sát là gì? Có những loại lực ma sát nào? Cùng nhau khám phá về loại lực này thông qua bài viết dưới đây nhé.
Tóm tắt
Ma sát là lực gì?
Bạn đã bao giờ thử kéo lê một bao gạo trên mặt đất và cảm thấy rất khó để di chuyển? Đó chính là do giữa bề mặt bao gạo và mặt đất đã có lực ma sát. Vậy lực ma sát xuất hiện khi nào?
Khi hai vật tiếp xúc và ép vào nhau, chúng chuyển động tương đối với nhau hoặc có xu hướng chuyển động tương đối thì trên bề mặt tiếp xúc sẽ sinh ra lực cản trở những chuyển động này. Lực này được gọi là lực ma sát (Ff hoặc f).
Hướng của lực ma sát ngược với hướng của chuyển động tương đối hoặc xu hướng chuyển động tương đối của các vật.
Có hai nguyên nhân gây ra lực ma sát giữa các bề mặt chất rắn: lực hút lẫn nhau giữa các nguyên tử, phân tử trên bề mặt chất rắn ( yêu cầu năng lượng để tổ chức lại liên kết hóa học, lực keo) và độ nhám bề mặt các vật tạo thành lực cản.
Có mấy loại lực ma sát, đặc điểm của từng loại là gì?
Ma sát là lực cạnh tranh với chuyển động giữa bề mặt của các sự vật tiếp xúc với nhau. Ma sát nghỉ, ma sát trượt và ma sát lăn xảy ra trên các bề mặt chất rắn. Ma sát của chất lỏng diễn ra trong chất lỏng. Sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu đặc điểm chính của những loại ma sát này nhé.
Ma sát xuất hiện trên bề mặt chất rắn
Loại lực ma sát này xuất hiện trên các bề mặt chất rắn khi chúng tiếp xúc với nhau. Lực này luôn có xu hướng chống lại chuyển động trượt của các vật thể. Ví dụ một chiếc hộp đang được kéo trên mặt đất. Ngoài lực kéo, lực hấp dẫn, lực pháp tuyến thì lực ma sát cũng tác dụng lên hộp.
Lực ma sát nghỉ là gì?
Lực ma sát xuất hiện khi hai vật tiếp xúc với nhau chuẩn bị chuyển động mà không chuyển động tương đối được gọi là lực ma sát nghỉ.
Một vật thay đổi chuyển động theo sự thay đổi của ngoại lực tác động lên nó. Khi lực ma sát nghỉ tăng đến ma sát nghỉ cực đại thì vật sẽ chuyển động.
- Độ lớn: Lực ma sát nghỉ thay đổi theo ngoại lực, nhưng có giá trị lớn nhất, gọi là lực ma sát nghỉ cực đại. Lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn một chút so với lực ma sát trượt.
- Hướng: Tiếp tuyến với bề mặt tiếp xúc, ngược với hướng của xu hướng chuyển động tương đối.
Ví dụ về ma sát nghỉ: Trong khi đi bộ, chuyển động lùi của chân chúng ta tạo ra lực ma sát nghỉ lên đường khi chân kia tiến về phía trước.
Lực ma sát trượt là gì?
Lực sinh ra giữa các bề mặt tiếp xúc cản trở chuyển động tương đối khi một vật trượt trên bề mặt của một vật khác gọi là lực ma sát trượt.
- Chiều của ma sát trượt ngược với chiều của chuyển động tương đối.
- Độ lớn của lực ma sát trượt liên quan đến độ nhám của bề mặt tiếp xúc và độ lớn của lực ép. Áp suất càng lớn, bề mặt tiếp xúc của vật càng nhám thì lực ma sát trượt sinh ra càng lớn. Ví dụ, khi lau bảng đen bằng vải, giữa bề mặt bảng và vải sẽ xuất hiện ma sát trượt.
- Ma sát trượt là lực ngược với chuyển động tương đối của các vật tiếp xúc với nhau, không nhất thiết là lực cản trở chuyển động của các vật. Có nghĩa là, ma sát không nhất thiết là lực cản, nó cũng có thể là sức mạnh làm cho các vật chuyển động. Ví dụ: Băng chuyền đưa thùng hàng từ thấp lên cao, lực ma sát của băng tải tác dụng lên thùng hàng theo đường chéo hướng lên trên.
- Công thức tính lực ma sát trượt là: Fmst = µt N. Trong đó: Fmst là độ lớn của lực ma sát trượt (N), µt là hệ số ma sát trượt, N là độ lớn áp lực (phản lực) (N).
Lực ma sát lăn là gì?
Lực cản gây ra bởi sự biến dạng của hai vật dưới áp lực ở phần tiếp xúc khi một vật lăn trên bề mặt của một vật khác gọi là lực ma sát lăn.
- Ma sát lăn là lực ma sát mà bề mặt tiếp xúc của các vật không ngừng thay đổi do chuyển động lăn. Về bản chất nó là ma sát nghỉ.
- Bề mặt tiếp xúc càng mềm, sự thay đổi hình dạng càng lớn, ma sát lăn càng lớn. Nói chung, ma sát lăn giữa các vật nhỏ hơn nhiều so với ma sát trượt.
- Ví dụ, lực ma sát của các bánh lái tàu hoả là lực đẩy xe lửa về phía trước. Ma sát nghỉ của bánh lái là ma sát lăn cản trở chuyển động của tàu.
Lực ma sát của chất lỏng
Ma sát của chất lỏng xảy ra giữa các lớp chất lỏng đang chuyển động tương đối với nhau. Nó còn được gọi là lực nội ma sát giữa các chất lỏng hay lực nhớt.
Chất lỏng có lực nội ma sát càng lớn thì càng có độ cô đặc cao. Ví dụ như dầu nhớt sẽ có lực nội ma sát lớn hơn nước lọc.
Lực ma sát có tác dụng gì?
Lực ma sát xuất hiện phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Vậy lực ma sát có tác dụng gì? Chúng có ứng dụng như thế nào trong đời sống và có những tác hại như thế nào?
Ứng dụng của lực ma sát trong đời sống
- Lực ma sát cũng là một lực giúp con người và các sinh vật khác có thể bước đi trên mặt đất, cầm nắm các vật thể khác nhau.
- Phanh ô tô, phanh các phương tiện giao thông sử dụng nguyên lý về lực ma sát để hoạt động.
Xem thêm:
- Ma sát khiến các tiểu hành tinh hoặc thiên thạch tan rã trước khi tiếp cận với một hành tinh nào đó (ví dụ như Trái Đất). Do đó những thiên thạch nhỏ ngoài không gian không thể đâm vào Trái Đất và gây hại cho sinh vật sinh sống trên Trái Đất.
Những tác hại của lực ma sát
- Lực ma sát sinh ra nhiệt quá mức, dẫn đến lãng phí năng lượng của các chuyển động cơ học ở máy móc, phương tiện.
- Vì ma sát có tác dụng ngược hướng chuyển động nên làm giảm chuyển động tịnh tiến, từ đó nó cản trở các chuyển động của xe cộ, chuyển động của phương tiện…
Trên đây là những kiến thức để trả lời cho câu hỏi lực ma sát là gì, cùng đặc điểm của những loại lực ma sát phổ biến. Nghiên cứu về lực ma sát giúp con người có những phát minh trong lĩnh vực cơ học, vật lý học. Hy vọng sau khi đọc xong bài viết, bạn cũng đã có thêm kiến thức bổ ích về vấn đề này.
