Cách Tính Lực Ma Sát, Hệ Số Ma Sát Trượt, Công Thức Tính Lực Ma Sát Trượt

4. Công thức của lực ma sát trượt

1. Ma sát có lợi hay có hại ? Cho ví dụ ?

 LỰC MA SÁT LĂN

Lực ma sát lăn Open khi một vật lăn trên mặt phẳng một vật khác, để cản lại hoạt động lăn của vật .Thí nghiệm cho ta thấy lực ma sát lăn cũng tỉ lệ áp lực đè nén, nhưng hệ số ma sát lăn nhỏ hơn rất nhiều lần ( hàng chục lần ) hệ số ma sát trượt. Chính cho nên vì thế mà trong kĩ thuật, người ta đã ý tưởng ra ổ bi để sửa chữa thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn.

III LỰC MA SÁT NGHỈ

Kéo lực kế với một lực nhỏ thì khúc gỗ chưa hoạt động, lực ma sát nghỉ đã cân đối với lực kéo làm khúc gỗ đứng yên. Vậy lực ma sát nghỉ có những đặc thù gì ?

1. Thế nào là lực ma sát nghỉ?

a ) Kéo lực kế với một lực nhỏ song song với mặt bàn theo những hướng khác nhau ta thấy khúc gỗ đứng yên. Tăng độ lớn của lực kế lên một chút ít, khúc gỗ vẫn chưa hoạt động .

b ) Tăng lực kéo vượt quá một giá trị nào đó thì khúc gỗ mở màn hoạt động. Khi khúc gỗ đã hoạt động thì chỉ cần kéo nó với một lực nhỏ hơn giá trị này cũng giữ được vật hoạt động thẳng đều .

c ) Độ lớn của lực ma sát nghỉ cực lớn cũng tỉ lệ với độ lớn của áp lực đè nén như ma sát trượt .

Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi một vật nằm yên trên bề mặt vật khác.

2. Những đặc điểm của lực ma sát nghỉ

Lực ma sát nghỉ có điểm đặt trên vật, có phương song song với mặt tiếp xúc và có chiều ngược chiều với lực công dụng vào vật khi vật còn chưa hoạt động .Khi lực công dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó thì vật sẽ trượt. Như vậy :Lực ma sát nghỉ cực lớn xê dịch bằng lực ma sát trượt và hoàn toàn có thể dùng công thức tính lực ma sát trượt để tính lực ma sát nghỉ cực lớn . Ngoài tính năng giữ những vật đứng yên, ta cầm được những vật trên tay, đinh được giữ lại tường, sợi kết thành vải, dây cua-roa truyền được hoạt động, băng chuyển đuợc những vật từ nơi này đến nơi khác . Lực ma sát nghỉ còn có vai trò quan trọng đó là lực phát động làm cho những vật ( người, xe cộ, ) hoạt động được .Ta xét hoạt động của người đi bộ. Khi đi, bàn chân tính năng một lực ma sát nghỉ F vào mặt đất hướng về phía sau, theo định luật III Niu-tơn, mặt đất công dụng lại chân một lực ma sát nghỉ F ‘ hướng về phía trước . Lực này đóng vai trò lực phát động làm cho người đi được .

Bài tập ví dụ.

Một xe ôtô đang chạy trên đường lát bêtông với vận tốc v0 = 100 km/h thì hãm lại. Cho g = 10 m/s2. Hãy tính quãng đường ngắn nhất mà ôtô có thể đi cho tới lúc dừng lại trong hai trường hợp :

a)Đường khô, hệ số ma sát trượt giữa lốp xe với mặt đường là m = 0,7.

b)Đường ướt, m =0,5.

Giải:

Gốc toạ độ tại vị trí xe có v0 = 100 km / h » 27,8 m / s .Mốc thời hạn tại lúc khởi đầu hãm xe .Theo định luật II Niu-tơn và công thức tính Fms, ta được :

a ) Khi đường khô m = 0,7 Þ a = 0,7. 10 = 7 ( m / s2 )Quãng đường xe đi được là : v2 v02 = 2 as Þ s =

b ) Khi đường ướt m = 0,5 Þ a = – 0,5. 10 = 5 ( m / s2 ) .Quãng đường xe đi được là : s =»77,3(m).

Ma sát có ích hay có hại?

Ma sát trượt: Xét trường hợp một trục máy đang quay trong một ổ đỡ trục trượt. Ma sát sinh ra ở ổ trục là ma sát trượt. Muốn duy trì hoạt động quay đó thì ma sát trượt là có hại, phải làm giảm nó bằng cách bôi trơn .Ta xét một trường hợp khác, xe đạp điện đang chạy mà muốn dừng lại, ta phải bóp phanh. Lực ma sát trượt Open ở chỗ bánh xe tiếp xúc với mặt đường đã hãm hoạt động của xe. Ở đây ma sát trượt là có ích. Ma sát trượt lại có ích trong những máy mài, trong gia công làm bóng, nhẵn những mặt phẳng sắt kẽm kim loại Ma sát lăn Ma sát lăn nói chung là có hại và phải tìm cách giảm đến hơn cả tối đa, ví dụ điển hình như phải nâng cấp cải tiến, thay ổ đỡ trục trượt bằng ổ đõ trục có bi .

Ma sát nghỉ

Không có ma sát nghỉ thì ta không hề cầm được vật phẩm bằng tay. Nhờ có ma sát nghỉ mà dây cuaroa truyền được hoạt động làm quay được những bánh xe trong máy móc. Cũng nhờ nó mà người ta chuyển được những vật từ nơi này đến nơi khác bằng băng truyền .Có tìm hiểu ta không ngờ tới là trong nhiều trường hợp lực ma sát nghỉ lại đóng vai trò lực phát động làm cho những vật hoạt động .Nếu như không có ma sát ?

Nhờ có ma sát mà ta hoàn toàn có thể ngồi, đi lại và thao tác được thuận tiện ; nhờ nó mà sách vở bút mực nằm yên trên mặt bàn, mà cái bàn không bị trượt trên sàn nhà, mặc dầu người ta không đặt nó vào sát tường, và quản bút không tuột ra khỏi những ngón tayMa sát là một hiện tượng kỳ lạ phổ cập đến nỗi tất cả chúng ta ít khi chú ý tới tính năng hữu dụng của nó, mà thường cho nó là một hiện tượng kỳ lạ tự nhiên phải thế .Nhờ ma sát mà những vật thêm vững vàng. Người thợ mộc ghép sàn nhà cho phẳng để khi người ta đặt bàn và ghế ở đâu là chúng đứng yên ở đấy. Cốc, đĩa, thìa đặt trên bàn ăn đều được nằm yên mà ta không cần phải chăm sóc đặc biệt quan trọng đến chúng, nếu như không gặp trường hợp có sự chòng chành không bình thường như trên tàu thuỷ .Thử tưởng tượng rằng hoàn toàn có thể trừ bỏ được ma sát trọn vẹn thì sẽ không có một vật thể nào, dù là to như một tảng đá hay nhỏ như một hạt cát hoàn toàn có thể tựa vững lên nhau được. Tất cả sẽ bị trượt đi và lăn mãi cho đến khi chúng đạt tới một vị trí thật cân đối so với nhau mới thôi. Nếu như không có ma sát thì toàn cầu của tất cả chúng ta sẽ thành một quả cầu nhẵn nhụi giống như một quả cầu bằng nước .Có thể nói thêm rằng nếu không có ma sát thì những đinh ốc sẽ rơi tuột ra khỏi tường, chẳng vật phẩm nào giữ chặt được ở trong tay, chẳng cơn lốc nào dứt nổi, chẳng âm thanh nào tắt mà sẽ vang mãi thành một tiếng vọng bất tận, vì đã phản xạ không chút yếu đi vào những bức tường. Mỗi lần đi trên băng, ta lại có một bài học cụ thể để củng cố lòng tin của mình vào tầm quan trọng đặc biệt quan trọng của ma sát. Đi trên đường phố có băng phủ hay trên đường đất thịt sau khi trời mưa, ta cảm thấy mình thật bất lực và khi nào cũng như muốn ngãTuy nhiên, trong kỹ thuật người ta hoàn toàn có thể tận dụng sự ma sát rất bé để Giao hàng những việc có ích. Chẳng hạn những chiếc xe trượt trên mặt băng, hay những con đường băng dùng để luân chuyển gỗ từ chỗ khai thác đến chỗ đặt đường tàu, hoặc đến những bến sông để thả bè. Trên những đường ray băng trơn nhẵn, hai con ngựa đã kéo nổi 70 tấn gỗ .

Các lốp xe ảnh hưởng đến sự an toàn của bạn đến mức nào khi bạn lái xe trên xa lộ? Yếu tố nào ngăn cho xe khỏi bị trượt và cho phép bạn kiểm soát xe khi bạn cua xe hay dừng lại? Ma sát làm được gì ở đây?
Bề mặt lốp xe đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo ma sát hay chống trượt. Trong điều kiện khô ráo, một lốp xe nhẵn sẽ tạo lực đẩy lớn hơn bởi vì diện tích tiếp xúc lớn hơn sẽ làm tăng lực ma sát. Vì vậy, lốp xe dùng cho xe đua trên các đường đua có bề mặt nhẵn không có khía.

Rủi thay, một lốp xe nhẵn tạo ra rất ít ma sát khi đường ướt chính bới sự ma sát bị giảm đáng kể do có lớp nước rất mỏng mảnh bôi trơn giữa mặt đường và lốp xe. Lốp xe có mặt phẳng nhiều khía sẽ tạo nên những rãnh cho nước bị ép thoát ra được và được cho phép lốp xe tiếp xúc trực tiếp với mặt đường. Một lốp xe có khía có hệ số ma sát khô và ướt là khoảng chừng 0,7 và 0,4. Giá trị này nằm giữa khoảng chừng giá trị rất lớn khi khô ( 0,9 ) và rất nhỏ khi ướt ( 0,1 ) so với lốp xe nhẵn .Lý thuyết ma sát cổ xưa cần được sửa đổi cho lốp xe chính bới cấu trúc mềm dẻo của chúng và độ dãn của cao su đặc. Thay vì chỉ phụ thuộc vào hệ số ma sát giữa bề mặt đường và lốp xe ( hệ số này quyết định hành động bởi thực chất của mặt đường và cao su đặc của lốp xe ). Khả năng dừng tối đa cũng còn phụ thuôc vào độ bền của lốp xe với lực xé rách nát khi xe thắng gấp. Khi xe thắng gấp trên đường khô, lực ma sát tạo ra hoàn toàn có thể lớn hơn sức bền của mặt phẳng lốp xe. Kết quả là thay vì chỉ bị trượt trên đường, cao su đặc hoàn toàn có thể bị xé rách nát. Rõ ràng độ bền chống lại xé rách nát sẽ phụ thuộc vào vào lớp bố cũng như hình dạng những khía .Trọng lượng của xe được phân bổ không đều trên diện tích quy hoạnh tiếp xúc với mặt đường, tạo những vùng áp suất cao thấp khác nhau ( giống như khi bạn đi bộ bằng dép mỏng mảnh trên sỏi ). Độ bền chống xé rách nát sẽ lớn hơn ở vùng có áp suất cao hơn .Hơn nữa, size của diện tích quy hoạnh tiếp xúc là rất quan trọng chính bới lực đẩy là động hơn là tĩnh tức là nó biến hóa khi bánh xe lăn. Diện tích tiếp xúc càng lớn, lực đẩy càng lớn. Do đó, với cùng tải và trên cùng mặt phẳng khô, lốp xe rộng hơn sẽ có lực đẩy tốt hơn, làm xe có năng lực dừng tốt hơn .