Lực ma sát là gì? Lực ma sát trượt và lực ma sát nghỉ là như thế nào? Những thắc mắc sẽ được chúng tôi giải đáp đến bạn trong nội dung dưới đây của bài viết.
Tìm hiểu lực ma sát là gì?
Lực ma sát được biết đến là lực cản trở chuyển động của một vật này so với vật khác. Nó không được định nghĩa là mọt lực cơ bản. Lực mà sát sẽ làm chuyển hóa động năng của chuyển động tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc với nhau thành các dạng năng lượng khác.
Trong một số trường hợp thực tế thì động năng của các bề mặt tiếp xúc nhau có thể chuyển hóa chủ yếu thành nhiệt năng.
Thế nào là lực ma sát trượt?
Lực ma sát trượt được định nghĩa là lực ma sát sinh ra từ một vật chuyển động trượt trên một bề mặt.. Lúc này bề mặt tác dụng lên vật tại chỗ tiếp xúc với một lực ma sát trượt gây cản trở chuyển động của vật lên bề mặt đó.
Một số đặc điểm của lực ma sát trượt:
- Điểm đặt lên vật sát với bề mặt tiếp xúc.
- Phương song song với bề mặt tiếp xúc.
- Ngược chiều với chiều của chuyển động tương đối so với bề mặt tiếp xúc.
Công thức tính lực ma sát trượt
Fmst = µt N
Trong đó:
Fmst: độ lớn của lực ma sát trượt (N)
µt: hệ số ma sát trượt
N: Độ lớn áp lực (phản lực) (N)
Độ lớn của lực ma sát trượt có đặc điểm gì & phụ thuộc vào các yếu tố nào?
- Độ lớn của lực ma sát trượt không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.
- Tỷ lệ với độ lớn của áp lực.
- Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của 2 vùng mặt tiếp xúc.
Hệ số ma sát trượt
- Hệ số ma sát trượt là hệ số tỷ lệ giữa độ lớn của lực ma sát trượt và độ lớn của áp lực.
- Hệ số ma sát trượt được ký hiệu là µt
Tìm hiểu về ma sát nghỉ
Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi 2 vật tiếp xúc với nhau do bề mặt tiếp xúc tác dụng lên vật khi có tác động của ngoại lực khiến cho vật đứng yên tương đối trên bề mặt của một vật khác.
Đặc điểm của lực ma sát nghỉ
- Phương: song song với bề mặt tiếp xúc.
- Chiều: ngược chiều với ngoại lực.
Độ lớn:
Trong đó:
Ft: độ lớn của ngoại lực (thành phần ngoại lực) song song với bề mặt tiếp xúc.
Fmsn: Độ lớn lực ma sát nghỉ (N)
Những câu hỏi về lực ma sát
Câu 1: Một vật trượt trên một mặt phẳng, khi tốc độ của vật tăng thì hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng
A. không đổi.
B. giảm xuống.
C. tăng tỉ lệ bình phương tốc độ của vật.
D. tăng tỉ lệ với tôc độ của vật.
Đáp án A: Lực ma sát trượt xuất hiện khi một vật trượt trên bề mặt của một vật khác, có tác dụng cản trở chuyển động của vật.
Đặc điểm về độ lớn
– Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.
– Tỉ lệ với độ lớn của áp lực.
– Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của các mặt tiếp xúc.
Câu 2: Một vật có trọng lượng N trượt trên một mặt phẳng ngang. Biết hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng là μ. Biểu thức xác định của lực ma sát trượt là:
Chọn B.
Công thức của lực ma sát trượt: Fmst = μtN.
μt: Hệ số ma sát trượt, không có đơn vị, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của các mặt tiếp xúc.
N: áp lực của vật lên bề mặt tiếp xúc.
Câu 3: Lực ma sát trượt
A. phụ thuộc vào độ lớn của áp lực
B. tỉ lệ thuận với vận tốc của vật.
C. chỉ xuất hiện khi vật đang chuyển động chậm dần.
D. phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc
Chọn A.
Lực ma sát trượt xuất hiện khi một vật trượt trên bề mặt của một vật khác, có tác dụng cản trở chuyển động của vật.
Đặc điểm về độ lớn
– Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.
– Tỉ lệ với độ lớn của áp lực.
– Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của các mặt tiếp xúc.
Câu 4: Một người kéo một thùng hàng chuyển động, lực tác dụng vào người làm người đó chuyển động về phía trước là
A. lực của người kéo tác dụng vào mặt đất.
B. lực của mà thùng hàng tác dụng vào người kéo.
C. lực của người kéo tác dụng vào thùng hàng.
D. lực mặt đất tác dụng vào bàn chân người kéo.
Chọn D.
Một người kéo một thùng hàng chuyển động, lực tác dụng vào người làm người đó chuyển động về phía trước là lực mặt đất tác dụng vào bàn chân người kéo.
Câu 5: Một toa tàu có khối lượng 80 tấn chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của lực kéo nằm ngang F = 6.104 N. Lấy g = 10 m/s2. Hệ số ma sát giữa tàu và đường ray là
A. 0,075.
B. 0,06.
C. 0,02.
D. 0,08.
Chọn A.
Tàu chuyển động thẳng đều nên a = 0. Suy ra: F = Fmst = μtmg
Câu 6: Một vật có khối lượng 5 tấn đang chuyển động trên đường nằm ngang có hệ số ma sát của xe là 0,2. Lấy g = 10 m/s2. Độ lớn của lực ma sát là
A. 1000 N.
B. 10000 N.
C. 100 N.
D. 10 N.
Chọn B.
Xe chuyển động trên đường nằm ngang nên phản lực N = P = mg = 5000. 10 = 5.104 N
Độ lớn của lực ma sát là:
Fms = μtmg = 10000 N
Câu 7: Một khúc gỗ khối lượng 2 kg đặt trên sàn nhà. Người ta kéo khúc gỗ bằng một lực F hướng chếch lên và hợp với phương nằm ngang một góc α=30o. Khúc gỗ chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 1,0 m/s2 trên sàn. Biết hệ số ma sát trượt giữa gỗ và sàn là 0,2. Lấy g = 10 m/s2. Giá trị của F là
A. 4,24 N.
B. 4,85 N.
C. 6,21 N.
D. 5,12 N.
Theo định luật II Niu-tơn ta có: F→ + Nx→ + Px→ + Fmst→ = ma→ (1)
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ.
Chiếu phương trình (1) lên phương thẳng đứng (Oy), ta được:
F.sinα + N – P = 0 → N = P – F.sinα
Chiếu phương trình (1) lên phương ngang (Ox), ta được:
Câu 8: Một mẩu gỗ có khối lượng m = 250g đặt trên sàn nhà nằm ngang. Người ta truyền cho nó một vận tốc tức thời v0 = 5 m/s. Tính thời gian để mẩu gỗ dừng lại và quãng đường nó đi được cho tới lúc đó. Hệ số ma sát trượt giữa mẩu gỗ và sàn nhà là μt = 0,25. Lấy g = 10 m/s2.
A. 1 s, 5 m.
B. 2 s, 5 m.
C. 1 s, 8 m.
D. 2 s, 8 m.
Chọn B.
Ta có Fms = µN = µmg (xe chuyển động ngang không có lực kéo nên N = P = mg)
→ xe chuyển động chậm dần đều với gia tốc:
