Lực ma sát nghỉ là gì? Tính chất của lực ma sát nghỉ

Meraki Center

Cuộc sống không thể không có xích mích. Bởi nó giúp máy móc hoạt động tốt, xe di chuyển ổn định và con người có thể đứng yên trên mặt đất. Vậy ma sát tĩnh là gì? Đặc điểm và công thức tính toán là gì? Hãy theo dõi bài viết dưới đây của Vietchem để tìm câu trả lời

1. Lực ma sát tĩnh là gì? công thức tính toán

Ma sát nghỉ, còn gọi là ma sát tĩnh, phát sinh khi một vật nằm yên trên bề mặt của một vật khác. Nếu một lực tác dụng song song với một vật có bề mặt tiếp xúc nhưng vật không chuyển động thì bề mặt tiếp xúc đã tác dụng một lực ma sát tĩnh lên vật đó cân bằng với ngoại lực.

Ví dụ về ma sát tĩnh:

• Lực ma sát nghỉ giữa bàn chân và mặt đường giúp chúng ta đứng vững và không bị ngã khi đứng yên.
• Chúng ta có thể đứng trên một chiếc thang cuốn chuyển động lên xuống nhờ lực ma sát tĩnh.
• Xe có thể đỗ trên đường dốc mà không bị trượt nhờ lực ma sát tĩnh.
• Sản phẩm trong nhà máy có thể di chuyển dọc theo băng tải mà không bị rơi.

Hình 1: Ma sát nghỉ giúp xe đứng yên khi đi trên đường dốc

Công thức tính lực ma sát tĩnh:

Fmsn ≤ FM = µn.N

Trong đó:

• Fmsn: là lực ma sát tĩnh, đơn vị N
• FM: là lực ma sát tĩnh lớn nhất, đơn vị N
• µn: hệ số ma sát tĩnh
• N: là áp suất của vật lên mặt phẳng, đơn vị N

Lực ma sát tĩnh tối đa:

FmsnMax = µn.N (µn > µt)

Trong đó:

• FmsnMax: là hệ số ma sát tĩnh
• µn: là hệ số ma sát tĩnh
• µt: là hệ số ma sát trượt

Lưu ý: Nếu có nhiều lực tác dụng lên vật thì Ft (độ lớn lực tổng hợp của các ngoại lực và các thành phần của ngoại lực) song song với mặt tiếp xúc.

2. Đặc điểm của lực ma sát tĩnh

• Hướng của lực ma sát tĩnh ngược chiều với hướng của lực tác dụng song song với bề mặt tiếp xúc.
• Độ lớn của lực ma sát tĩnh bằng độ lớn của lực tác dụng khi vật không chuyển động.
• Lực ma sát tĩnh lớn nhất > lực ma sát trượt khi vật trượt.
• Nếu lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nhất định thì vật sẽ trượt.
• Nếu vật nằm yên trên mặt phẳng thì lực ma sát tĩnh bằng 0.
• Lực ma sát nghỉ có thể tự điều chỉnh, chống lại lực tác dụng.
• Lực ma sát tĩnh xuất hiện khi một vật chịu tác dụng của ngoại lực nhưng không đủ để thắng được lực ma sát đó.

Hình 2: Lực ma sát tĩnh có hướng ngược chiều với hướng của lực tác dụng lên mặt tiếp xúc

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến lực ma sát tĩnh

Lực ma sát nghỉ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Để khắc phục lực ma sát tĩnh giúp một vật chuyển động, chúng ta cần tác dụng một lực tăng dần cho đến khi vật đó thắng được lực này. Khi đó cần giảm lực ma sát tĩnh để duy trì tốc độ chuyển động.

Dưới đây là chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến lực ma sát tĩnh:

3.1. Loại vật liệu

Đối với các vật liệu khác nhau, lực ma sát tĩnh sẽ khác nhau. Ví dụ, bề mặt gỗ có ma sát tĩnh cao hơn bề mặt kim loại.

3.2. Độ mịn bề mặt

Như trong ví dụ trên, bề mặt càng mịn thì ma sát tĩnh được tạo ra càng ít so với các bề mặt gồ ghề, không đều.

3.3. Tình trạng bề mặt

Nếu bề mặt có chất lỏng, dầu hoặc bụi bẩn bám trên thì lực ma sát tĩnh sẽ bị ảnh hưởng. Vì sự tồn tại của các hạt nhỏ có thể làm tăng lực ma sát tĩnh.

3.4. Áp lực tác động

Áp lực tác dụng lên bề mặt có thể làm thay đổi lực ma sát tĩnh. Nếu áp suất tăng thì lực ma sát tĩnh cũng tăng theo tỷ lệ tương ứng.

3.5. Góc nghiêng bề mặt

Ma sát nghỉ cũng bị ảnh hưởng bởi góc nghiêng của bề mặt tiếp xúc. Khi bề mặt nghiêng với lực tác dụng lên nó sẽ sinh ra lực ma sát tĩnh lớn.

Hình 3: Bề mặt càng nhẵn thì lực ma sát tĩnh càng nhỏ

4. Vai trò của ma sát tĩnh

Lực ma sát nghỉ được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Cụ thể:

4.1. Khởi động và dừng xe đang di chuyển

Nếu lực ma sát trượt giúp vật chuyển động ổn định thì lực ma sát nghỉ giúp vật đứng yên. Ví dụ, khi muốn dừng một ô tô đang chạy trên đường, chúng ta phải đạp phanh và nó dựa vào lực ma sát tĩnh để dừng lại.

4.2. Ngăn chặn các đối tượng chuyển động không mong muốn

Lực ma sát tỉnh ngăn cản các vật chuyển động tự do, giúp chúng đứng yên trên mặt đất mà không bị trượt, chẳng hạn như khi đi hoặc đặt đồ vật trên một mặt phẳng.

4.3. Ứng dụng trong kỹ thuật và công nghiệp

Ma sát nghỉ được sử dụng để chế tạo máy cơ khí. Hãy chắc chắn rằng chúng hoạt động cùng nhau và tránh chuyển động không kiểm soát.

4.3. Thiết kế và đóng gói sản phẩm

Ma sát tĩnh đảm bảo cho việc thiết kế và đóng gói sản phẩm được lưu trữ và vận chuyển an toàn, hiệu quả mà không bị trượt hay hư hỏng.

Hình 4: Lực ma sát nghỉ tác dụng lên bao bì sản phẩm

4.5. Kiểm soát độ rung và tiếng ồn

Độ rung và tiếng ồn có thể được kiểm soát bằng ma sát tĩnh khi áp dụng trong các ứng dụng kỹ thuật. Mục đích là giúp giảm thiểu hiện tượng này và tăng hiệu suất tối ưu.

Trên đây là những chia sẻ của Vietchem về sát lực và những thông tin liên quan. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu được công thức và ứng dụng của lực này trong cuộc sống.

Để biết thêm nhiều thông tin thú vị và hữu ích, vui lòng truy cập website Vietchem.com.vn thường xuyên nhé!