. Viên sỏi lọt qua cửa sổ nếu –b < 2
c) Ma sát nghỉ.
Lực ma sát trượt Fmst
Điều kiện xuất hiện
- Có ngoại lực tác dụng nhưng chưa đủ mạnh để làm cho vật dịch chuyển
- Có sự trượt tương đối giữa hai vật (không nhất thiết phải có ngoại lực)
Chiều - Ngược chiều với thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc
- Ngược chiều với vận tốc tương đối.
Độ lớn - Thay đổi theo ngoại lực; Và
có một giá trị cực đại FM =
μnN.
- Có giá trị Fmst = μtN.
3. Lực ma sát lăn.
a) Sự xuất hiện của lực ma sát lăn. Lực ma sát lăn Fmsl
xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi một vật lăn trên bề mặt của vật khác.
b) Phương và chiều của lực ma sát lăn. Lực ma sát lăn Fmsl
tác dụng lên một vật luôn có tác dụng cản trở sự lăn đó.
c) Độ lớn của lực ma sát lăn. Fmsl lN ; với μl là hệ số ma sát lăn (không có đơn vị).
Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần.
4. Vai trò của ma sát trong đời sống.
a) Ma sát trượt.
Ma sát trượt có lợi:
Khi hãm phanh, lực ma sát trượt giữa má phanh với bánh xe đã làm cho bánh xe quay chậm lại và có sự trượt của bánh xe trên mặt đường, khi đó lực ma sát trượt do mặt đường tác dụng sẽ hãm xe đi chậm lại.
Trong việc mài nhẵn các bề mặt kim loại hoặc bề mặt gỗ.
Ma sát trượt có hại:
Pit-tông chuyển động trong xi lanh, ma sát trượt đã cản trở chuyển động và làm mòn cả pit-tông và xilanh. Để giảm ma sát trượt người ta bôi trơn các chi tiết bằng dầu mỡ công nghiệp.
b) Ma sát lăn. Lực ma sát lăn nhỏ hơn lực ma sát trượt nhiều lần, nên người ta tìm cách thay thế phần lớn ma sát trượt bằng ma sát lăn (nhờ các ổ bi, con lăn, …) để giảm tổn hại thay thế phần lớn ma sát trượt bằng ma sát lăn (nhờ các ổ bi, con lăn, …) để giảm tổn hại vì ma sat.
c) Ma sát nghỉ.
Lực ma sát nghỉ đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống : Nhờ có lực ma sát nghỉ ta mới cầm nắm được các vật; đinh mới được giữ lại ở tường; sợi mới kết được
GV: Trịnh Thị Ánh Tuyết 40
thành vải; dây cuaroa truyền được chuyển động giữa các bánh xe; băng truyền vận chuyển được người hoặc vật từ nơi này đến nơi khác; ...
Đối với người, động vật, xe cộ, lực ma sát đóng vai trò là lực phát động. + Khi ta bước đi, bàn chân đạp vào mặt đất một lực ma sát nghỉ /
msn
F
hướng về phía sau, nếu đạp phải chỗ thiếu ma sát (rêu trơn, bùn ướt, ...), bàn chân ta dễ bị trượt về phía sau và không bước đi được. Ở chỗ đường tốt, mặt đường tác dụng vào chân ta một lực ma sát Fmsn
hướng về phía trước, giữ cho bàn chân ta khỏi bị trượt trên mặt đất, khiến cho phần trên của người chuyển động được về phía trước.
+ Khi xe đạp, xe máy chạy, lực kéo của xích làm cho bánh sau của xe quay. Lực ma sát nghỉ do mặt đường tác dụng vào chỗ bánh xe sau tiếp xúc với mặt đường đã giữ cho chỗ đó của bánh xe không bị trượt về phía sau mà tạm thời đứng yên so với mặt đường. Ở đây lực ma sát nghỉ của mặt đường giữ vai trò quan trọng làm cho xe đi về phía trước.
+ Hiện tượng này cũng xảy ra tương tự như vậy ở các bánh xe phát động của ôtô, tàu hỏa, ...
====================================================== II. BÀI TẬP MẪU. II. BÀI TẬP MẪU.
Bài mẫu 1. Vì sao bôi dầu mỡ lại giảm được ma sát ?
Hướng dẫn.
Khi bôi dầu mỡ, các chỗ xù xì giữa hai bề mặt sẽ không cọ xát trực tiếp với nhau, mà được ngăn cách bởi một lớp dầu mỡ. Lực ma sát giữa các vật rắn với dầu mỡ rất nhỏ so với lực ma sát giữa các vật rắn với nhau (Thực chất là ta đã thay ma sát khô thành ma sát nhớt). Đó chính là nguyên nhân của sự giảm ma sát khi dùng dầu, mỡ.
Bài mẫu 2. Trường hợp nào trong hai trường hợp sau đây có lực ma sát nghỉ ?
- Quyển sách nằm yên trên mặt bàn nằm ngang.
- Quyển sách nằm yên trên mặt bàn nghiêng.
Hướng dẫn.
- Khi quyển sách đặt trên mặt bàn nằm ngang, các lực : Trọng lựcP
(do Trái Đất tác dụng lên vật hay cũng là áp lực do vật tác dụng lên mặt bàn) và phản lựcN
(do mặt bàn tác dụng lên vật) đều vuông góc với mặt bàn, không có thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc, do đó không có Fmsn
.
- Khi quyển sách nằm trên mặt bàn nghiêng, trọng lực P
có thành phần Px
song song với mặt tiếp xúc. Nếu vật vẫn nằm yên thì Fmsn
có cùng độ lớn và ngược chiều với
x P
.
Bài mẫu 3. Tại sao muốn xách một quả mít nặng phải nắm chặt tay vào cuốn của quả mít ?
Hướng dẫn.
Bóp mạnh để tăng áp lực của tay vào cuống của quả mít, do đó tăng lực ma sát nghỉ giữa tay và cuống quả mít để Fmsn
GV: Trịnh Thị Ánh Tuyết 41
Bài mẫu 4. Nhiều khi ôtô bị sa lầy, bánh xe quay tít mà xe không nhích lên được. Giải thích hiện tượng.
Hướng dẫn.
Khi bánh xe phát động của ôtô bị sa vào vũng lầy, lực ma sát do đất tác dụng vào bánh xe quá nhỏ, không đủ giữ cho điểm của bánh xe tiếp xúc với đất tạm thời đứng yên để cho xe nhích lên được. Cách khắc phục là chèn thêm gạch, đá, hoặc lót ván vào vũng lầy nhằm tăng ma sát.
Bài mẫu 5. Vì sao muốn cho đầu tàu hỏa kéo được nhiều toa thì đầu tàu phải có khối lượng lớn ?
Hướng dẫn.
Lực phát động có tác dụng kéo đầu tàu đi chính là lực ma sát ngủi do đường ray tác dụng lên các bánh xe phát động của đầu tàu. Muốn đầu tàu kéo được nhiều toa, lực ma sát này phải lớn, muốn vậy, đầu tàu này phải có khối lượng lớn.
Bài mẫu 6. Một ôtô khối lượng 1,5 tấn chuyển động thẳng đều trên đường. Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường là 0,08. Tính lực phát động đặt vào bánh xe.
Hướng dẫn.
Xe chuyển động đều, nên ta có : Fk – Fmsl = 0. Vậy, Fk = Fmsl = μlN = μlP = 1176 (N).
Bài mẫu 7. Một xe ôtô đang chạy trên đường lát bêtông với vận tốc v0 = 100 km/h thì hãm lại. 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 μ = 0,7. b) Đường ướt, μ = 0,5. b) Đường ướt, μ = 0,5.
Lấy g = 9,8 m/s2.
Hướng dẫn.
- Ôtô đi quãng đường ngắn nhất trước khi dừng lại nếu ta phanh gấp đến mức độ bánh xe trượt mà không lăn trên đường. Khi đó, lực hãm là lực ma sát trượt : Fmst = -μtN = - μtP
- Do đó : a =
m
Fmst= -μtg.
- Quãng đường xe đi cho tới lúc dừng (vt = 0) : s =
a v vt 2 2 0 2 = g v g v t t ) 2 ( 2 0 02 02 a) Với μ = 0,7 ; s = 56,2 m. b) Với μ = 0,5 ; s = 78,7 m.
Bài mẫu 8. Một vật khối lượng m = 400 g đặt trên mặt bàn nằm ngang (hình vẽ bên). Hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là
μ = 0,3. Vật bắt đầu được kéo đi bằng một lực F = 2 N có phương nằm ngang. Lấy g = 9,8 m/s2.