Bỏ qua đến nội dung

Chương VIII · Lý thuyết

Bài 44. Lực ma sát

Đẩy một thùng hàng nặng, lúc đầu thùng không nhúc nhích; đẩy mạnh hơn nữa thì nó mới trượt đi. Đi trên sàn nhà mới lau rất dễ ngã, còn lốp xe có những đường rãnh sâu. Tất cả đều liên quan đến một loại lực: lực ma sát.

Em sẽ học được

  • Nêu được lực ma sát là lực tiếp xúc xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc giữa hai vật.
  • Phân biệt được ma sát nghỉ, ma sát trượt và ma sát lăn; nêu được ví dụ.
  • Nêu được tác dụng cản trở và tác dụng thúc đẩy chuyển động của lực ma sát, lợi ích và tác hại của ma sát.
  • Nêu được cách làm tăng, giảm ma sát và vai trò của ma sát đối với an toàn giao thông.

Lực ma sát

Các loại lực ma sát
LoạiXuất hiện khiVí dụ
Ma sát nghỉVật bị kéo hoặc đẩy nhưng vẫn đứng yên trên bề mặt vật khácThùng hàng bị đẩy nhẹ vẫn nằm yên; quyển sách nằm yên trên mặt bàn nghiêng
Ma sát trượtVật trượt trên bề mặt vật khácKéo khúc gỗ trượt trên mặt bàn; bạn nhỏ trượt cầu trượt
Ma sát lănVật lăn trên bề mặt vật khácBánh xe lăn trên đường; viên bi lăn trên sàn

Khi kéo một khối gỗ đang đứng yên bằng lực kế và tăng dần lực kéo, lúc đầu khối gỗ chưa chuyển động: lực ma sát nghỉ cân bằng với lực kéo và lớn dần theo lực kéo. Khi lực kéo vượt quá một giá trị nhất định, khối gỗ bắt đầu trượt. Khi khối gỗ trượt đều, số chỉ của lực kế bằng độ lớn của lực ma sát trượt.

  • Bề mặt tiếp xúc càng nhám (gồ ghề) thì lực ma sát càng lớn.
  • Vật đè lên mặt tiếp xúc càng nặng thì lực ma sát càng lớn.
  • Với cùng một vật, lực ma sát lăn nhỏ hơn nhiều so với lực ma sát trượt.

Tác dụng của lực ma sát

Lực ma sát có thể cản trở chuyển động: bóp phanh, má phanh ép vào vành bánh xe, lực ma sát làm bánh xe quay chậm lại và xe dừng lại. Nhưng lực ma sát cũng có thể giúp vật chuyển động: nhờ ma sát nghỉ giữa bàn chân và mặt đất, ta mới bước đi được; nhờ ma sát giữa lốp xe và mặt đường, xe mới lăn được về phía trước.

Ma sát có lợi và ma sát có hại
Ma sát có lợiMa sát có hại
Giúp ta đi lại, cầm nắm được đồ vậtLàm mòn đế giày, lốp xe, các bộ phận máy
Giúp phanh xe, giữ xe đỗ trên dốcCản trở chuyển động, làm tốn sức đẩy, kéo vật
Giữ đinh, ốc vít chặt trong gỗLàm nóng các chi tiết máy cọ xát nhau
Giúp viết phấn lên bảng, bút lên giấyLàm xích, trục xe đạp chóng hỏng

Lực ma sát và an toàn giao thông

Ma sát giữa lốp xe và mặt đường giúp xe lăn bánh, đổi hướng và phanh lại được. Khi đường ướt, có dầu nhớt hay rêu, ma sát giảm mạnh: xe dễ bị trượt, phanh lâu dừng hơn.

Khám phá

Kéo khối gỗ bằng lực kế

Chọn bề mặt, rồi tăng dần lực kéo bằng thanh trượt (hoặc phím mũi tên). Quan sát: khi nào khối gỗ vẫn đứng yên, khi nào nó bắt đầu trượt? Khi khối gỗ đang chuyển động, nhấn "Kéo đều" để lực kéo bằng lực ma sát, rồi nhấn "Ghi số chỉ". Đo trên mặt kính, mặt gỗ, giấy nhám và khi đặt khối gỗ lên xe lăn; thử đặt thêm quả nặng. So sánh các số đo trong bảng.

Bề mặt
Đặt thêm quả nặng 0,5 kg lên khối gỗ
Khối gỗ0,00 NTay
Mũi tên đỏ: lực kéo Mũi tên xanh: lực ma sát (ngược chiều chuyển động) Tốc độ: 0 m/s
0,00 N

Chưa kéo: khối gỗ đứng yên, không có lực ma sát. Kéo từ từ thanh trượt lực kéo.

Số chỉ lực kế khi khối gỗ chuyển động đều
Bề mặtLực ma sát
Chưa ghi số đo nào.

Ví dụ

Ví dụ 1

Đề bài: Kéo một khối gỗ trên mặt bàn bằng lực kế theo phương nằm ngang. Khi lực kế chỉ 1,2 N1{,}2\ \text{N}, khối gỗ vẫn đứng yên. Khi khối gỗ trượt đều, lực kế chỉ 1,5 N1{,}5\ \text{N}. a) Lúc khối gỗ đứng yên, lực ma sát là loại nào, độ lớn bao nhiêu? b) Lực ma sát trượt có độ lớn bao nhiêu?
Đã hiện 0/2 bước

Ví dụ 2

Đề bài: Vì sao trong trục bánh xe đạp người ta lắp ổ bi và tra dầu mỡ?
Đã hiện 0/3 bước

Luyện tập

Đã làm 0/8 bài

Bài 1

Lực ma sát xuất hiện ở đâu?

Bài 2

Ghép mỗi trường hợp với loại lực ma sát xuất hiện.

Chọn một mục bên trái, rồi chọn mục ghép với nó bên phải.

Bài 3

Kéo một hộp gỗ chuyển động đều trên sàn bằng lực kế đặt nằm ngang, lực kế chỉ 4,5 N4{,}5\ \text{N}. Lực ma sát trượt tác dụng lên hộp gỗ có độ lớn bao nhiêu niutơn?

Đơn vị:N

Bài 4

Dùng lực 20 N20\ \text{N} đẩy một cái bàn theo phương nằm ngang, bàn vẫn đứng yên. Lực ma sát nghỉ tác dụng lên bàn

Bài 5

Trường hợp nào lực ma sát có lợi?

Bài 6

Những cách nào làm giảm lực ma sát?

Bài 7

Kéo cùng một khối gỗ chuyển động đều trên ba bề mặt, lực kế lần lượt chỉ 1 N1\ \text{N} (mặt kính), 1,5 N1{,}5\ \text{N} (mặt gỗ), 3 N3\ \text{N} (giấy nhám). Kết luận nào đúng?

Bài 8

Vì sao khi trời mưa, xe đi trên đường dễ bị trượt và phanh lâu dừng hơn?

Ghi nhớ

  • Lực ma sát là lực tiếp xúc xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc giữa hai vật.
  • Ma sát nghỉ giữ vật đứng yên khi bị kéo, đẩy; ma sát trượt xuất hiện khi vật trượt; ma sát lăn xuất hiện khi vật lăn và nhỏ hơn nhiều so với ma sát trượt.
  • Ma sát có thể cản trở hoặc giúp chuyển động; tăng ma sát có lợi (làm nhám bề mặt), giảm ma sát có hại (bôi trơn, dùng ổ bi, bánh xe).
  • Đường trơn làm giảm ma sát giữa lốp và mặt đường: cần đi chậm, giữ khoảng cách, không phanh gấp.