Lực Ma Sát Công Thức Cách Tính, Lực Ma Sát Trượt, Ma Sát Lăn, Ma Sát Nghỉ Và Bài Tập

Nói đến lực tác dụng, thông thường chúng ta nghĩ ngay đến một lực cản trở chuyển động. Nếu chỉ có ma sát thì tất cả các trục của động cơ ngừng quay, tất cả các bánh xe ngừng lăn. Nhưng nếu không có ma sát, chúng ta không thể đi bộ hoặc lái xe, tại sao?

Trong bài viết này, hãy cho chúng tôi biết lực ma sát là gì? Độ lớn của lực ma sát trượt là bao nhiêu? Hệ số ma sát trượt là gì? Nêu công thức tính lực ma sát trượt? Lực ma sát lăn xuất hiện khi nào, thế nào là lực ma sát nghỉ, lực ma sát nghỉ có tính chất, vai trò gì?

Nghiên cứu về năng lượng ma sát cũng giúp chúng ta xác định và giải thích nhiều hiện tượng mà chúng ta không ngờ rằng nó đóng vai trò trung tâm.

I. Lực ma sát trượt

– Xuất hiện tại mặt tiếp xúc của vật thể trượt trên một bề mặt.

– có hướng ngược với hướng vận tốc;

1. Thí nghiệm đo độ lớn lực ma sát trượt

– Móc lực kế vào vật rồi kéo ngang để vật trượt gần như đều.

– Khi đó, lực kế chỉ độ lớn của lực ma sát trượt tác dụng lên vật.

2. Đặc điểm của độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc vào những yếu tố nào?

– Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật thể.

– tỉ lệ thuận với độ lớn của áp suất.

– phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc.

3. Hệ số ma sát trượt

Hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của lực ma sát trượt và độ lớn của áp lực được gọi là hệ số ma sát trượt.

– Biểu tượng:

– Hệ số ma sát trượt μt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc

4. Công thức tính lực ma sát trượt

– Công thức:

II. Ma sát lăn

– Lực ma sát lăn xuất hiện ở nơi tiếp xúc của vật với bề mặt mà vật đang lăn để cản trở chuyển động lăn.

– Lực ma sát lăn rất nhỏ so với lực ma sát trượt.

III. Năng lượng ma sát ở phần còn lại

1. Lực ma sát tĩnh là gì?

– Khi tác dụng lực lên vật song song với mặt tiếp xúc, khi vật chưa chuyển động thì mặt tiếp xúc tác dụng lên vật một lực ma sát không đổi cân bằng với ngoại lực.

2. Tính chất của lực ma sát tĩnh

– Lực ma sát tĩnh có phương ngược với phương của lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc khi vật còn chuyển động, bằng độ lớn của lực tác dụng.

– Lực ma sát nghỉ có giá trị cực đại đúng bằng ngoại lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc khi vật bắt đầu trượt.

– Khi vật trượt thì lực ma sát trượt nhỏ hơn lực ma sát nghỉ cực đại.

3. Vai trò của lực ma sát nghỉ

– Nhờ có lực ma sát tĩnh mà ta cầm được vật trong tay, đinh mới đóng được vào tường, sợi vải mới được dệt thành vải;

– Nhờ có lực ma sát tĩnh mà dây đai chuyển động, băng chuyền đưa vật từ nơi này sang nơi khác;

– Con người, động vật, xe cộ, ma sát tĩnh đóng vai trò động lực.

IV. Bài tập về ma sát trượt, ma sát lăn, ma sát nghỉ

* Bài 1 trang 78 SGK Vật Lý 10: Nêu các tính chất của lực ma sát trượt.

° Lời giải Bài 1 Trang 78 SGK Vật Lý 10:

¤ Lực ma sát trượt: xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật này trượt lên vật khác, có phương ngược với phương vận tốc, có độ lớn không phụ thuộc diện tích mặt tiếp xúc và vận tốc của vật, tỉ lệ thuận với độ lớn của áp suất, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc.

– Công thức: Fmst = μt.N

N: Áp lực

μt: hệ số ma sát trượt

* Bài 2 trang 78 SGK Vật Lý 10: Hệ số ma sát trượt là gì? Nó phụ thuộc vào những yếu tố nào? Viết công thức lực ma sát trượt.

° Lời giải Bài 2 Trang 78 SGK Vật Lý 10:

Hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của lực ma sát trượt và độ lớn của áp lực được gọi là hệ số ma sát trượt.

– Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc và được dùng để tính lực ma sát trượt.

– Công thức tính lực ma sát trượt: Fmst = μt.N

Trong đó: μt là hệ số ma sát

* Bài 3 trang 78 SGK Vật Lý 10: Nêu các tính chất của lực ma sát tĩnh.

° Lời giải Bài 3 Trang 78 SGK Vật Lý 10:

Tính chất của lực ma sát nghỉ ngơi:

– Xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc của một vật để giữ cho vật đứng yên trên bề mặt đó khi tác dụng vào vật một lực song song với mặt tiếp xúc.

– Chứa kích thước tối đa. Lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn lực ma sát trượt.

– Công thức: Fmsmax = μn.N

– Trong đó: μn là hệ số ma sát tĩnh; N là áp suất trên bề mặt tiếp xúc.

* Bài 4 trang 78 SGK Vật Lý 10: Cách viết công thức lực ma sát trượt nào sau đây là đúng?

MỘT. b.

C. đ.

° Lời giải Bài 4 Trang 78 SGK Vật Lý 10:

¤ Chọn câu trả lời :D.

– Vì theo nguyên tắc lực ma sát trượt bằng tích của hệ số ma sát trượt và độ lớn của áp lực.

* Bài 5 trang 78 SGK Vật Lý 10: Quyển sách đặt trên mặt bàn nằm ngang có chịu lực ma sát nghỉ không?

° Lời giải Bài 5 Trang 78 SGK Vật Lý 10:

Cuốn sách nằm yên trên bàn mà không có bất kỳ ma sát nghỉ nào. Trong trường hợp này trọng lực được cân bằng bởi phản lực của mặt bàn.

* Bài 6 trang 79 SGK Vật Lý 10: Hệ số ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc sẽ như thế nào nếu lực tác dụng của hai bề mặt đó tăng lên?

A. Tăng lên; B. Giảm;

C. Không thay đổi; D. Không biết.

° Lời giải Bài 6 Trang 79 SGK Vật Lý 10:

¤ Chọn câu trả lời: C. Không thay đổi;

– Khi ứng suất (áp suất) trên bề mặt tiếp xúc tăng thì lực ma sát tăng. Hệ số ma sát chỉ phụ thuộc vào tính chất của bề mặt tiếp xúc (vật liệu, tình trạng bề mặt tiếp xúc).

* Bài 7 trang 79 SGK Vật Lý 10: Một vận động viên trên sân rỗng (môn thể thao bóng đá) dùng gậy truyền cho quả bóng vận tốc ban đầu 10 m/s. Hệ số ma sát trượt giữa quả cầu và mặt băng là 0,10. Lấy g = 9,8 m/s2. Quãng đường quả bóng đi được trước khi dừng lại?

A.39(m) B.45(m) C.51(m) D. 57(m).

° Lời giải Bài 7 trang 79 SGK Vật Lý 10:

¤ Chọn đáp án: C.51(m)

– Chọn chiều chuyển động của quả bóng là chiều dương.

– Trong quá trình chuyển động, quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: trọng lực P, phản lực N và lực ma sát Fms.

Áp dụng định luật II Newton ta có:

– Matt

Theo hướng chuyển động, ta có:

– Quãng đường bóng lăn theo công thức:

* Bài 8 Trang 79 SGK Vật Lý 10: Một tủ lạnh có khối lượng 890 N chuyển động thẳng đều trên mặt sàn. Hệ số ma sát trượt giữa tủ lạnh và sàn nhà là 0,51. lực ngang đẩy tủ lạnh là gì? Với lực đẩy được tìm thấy, có thể di chuyển tủ lạnh từ trạng thái nghỉ ngơi không?

° Lời giải Bài 8 Trang 79 SGK Vật Lý 10:

– Chọn chiều dương làm chiều chuyển động. – Trong quá trình chuyển động, tủ lạnh chịu tác dụng của 4 lực: trọng lực P, phản lực N, lực ma sát Fms, lực đẩy Fd.

Áp dụng định luật II Newton, ta có:

– Matt

Theo hướng chuyển động ta có:

(Vì trọng lực và phản lực cân bằng theo phương thẳng đứng nên N = P = 890(N)).

⇒ Với giá trị lực đẩy này ta không thể làm tủ lạnh chuyển động đứng yên vì tổng hợp lực tác dụng lên vật triệt tiêu (bằng không), vật đứng yên.