Bài 28. Lực ma sát

I. LỰC MA SÁT TRƯỢT

Một người đi xe đạp, muốn đi chậm lại, người đó bóp nhẹ phanh (thắng) xe. Lực xuất hiện do má phanh ép sát vào vành xe, cản trở chuyển động của bánh xe được gọi là lực ma sát trượt.

II. LỰC MA SÁT NGHỈ

Một khối gỗ được đặt trên bàn. Móc lực kế vào khối gỗ rồi kéo từ từ lực kế theo phương ngang (hình 28.3). Đọc số chỉ của lực kế.

Ban đầu, khi lực kéo nhỏ, khối gỗ chưa chuyển động, vì giữa khối gỗ và mặt bàn có lực ma sát giữ cho khôi gỗ không chuyển động. Lực ma sát này được gọi là lực ma sát nghỉ. Số đo của nó là số chỉ của lực kế.

Khi lực kéo tăng thêm mà khối gỗ vẫn chưa chuyển động thì lực ma sát nghỉ cũng tăng. Khi lực kéo đạt đến một giá trị xác định thì khối gỗ bắt đầu trượt. Lúc đó, lực ma sát nghĩ có số đo lớn nhất.

Lúc khối gỗ đã trượt, lực ma sát giữa nó và mặt bàn là lực ma sát trượt.

III. LỰC MA SÁT VÀ BỀ MẶT TIẾP XÚC

Bề mặt một tấm kim loại rất nhẵn khi nhìn bằng mắt thường (hình 28.5a) nhưng qua kính hiển vi có thể thấy gồ ghề với các chỗ lồi lõm rất nhỏ đan xen nhau (hình 28.5b).

Khi hai bề mặt như vậy áp sát vào nhau, các chỗ lồi lõm này tác dụng lực lên nhau, gây ra lực ma sát giữa hai bề mặt. Nói cách khác, tương tác giữa hai bề mặt tiếp xúc tạo nên ma sát giữa chúng.

IV. MA SÁT VÀ CHUYỂN ĐỘNG

Trong cuộc sống, ma sát có thể cản trở nhưng cũng có thể giúp thúc đẩy chuyển động.

Tuỳ theo từng trường hợp, người ta dùng các cách khác nhau để tăng, giảm ma sát cho phù hợp.

1. Làm giảm ma sát

Trong nhiều trường hợp, do cản trở chuyển động, ma sát có thể gây hại. Khi đó, người ta phải tìm cách giảm ma sát.

Giữa các bộ phận bằng kim loại chuyển động trong động cơ có lực ma sát rất lớn cản trở chuyển động. Dầu, mỡ được cho vào giữa các bộ phận này để làm giảm ma sát, giúp động cơ hoạt động tốt hơn và làm giảm hao mòn bề mặt các bộ phận.

Để làm giảm ma sát, người ta còn dùng nhiều cách khác nhau, ví dụ có thể dùng vòng bi để thay chuyển động trượt bằng chuyển động lăn,...

2. Làm tăng ma sát

Ma sát đóng vai trò quan trọng trong thế giới tự nhiên và cuộc sống, góp phần giúp cho thế giới tự nhiên diễn ra như ta đang thấy. Thậm chí, nếu không có ma sát, con người không thể đứng, ngồi, đi bộ..... ô tô, xe máy không thể chuyển động trên đường. Theo nghĩa này, ma sát không chỉ cản trở chuyển động mà trong nhiều trường hợp ma sát còn giúp thúc đẩy chuyển động. Khi đó, người ta cần tìm cách làm tăng ma sát. Ví dụ, khi đi bộ trên đường trơn cần phải tăng ma sát giữa chân và mặt đường.

3. Ma sát và an toàn giao thông

Lực ma sát có vai trò quan trọng trong giao thông. Lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường giữ cho bánh xe lăn trên đường không bị trượt.

Để dừng một chiếc xe đang chuyển động, người lái xe cần phanh, khi đó lực ma sát giúp xe chuyển động chậm lại và có thể dừng hẳn. Lực ma sát càng lớn thì quãng đường xe đi, kể từ khi bắt đầu phanh đến khi dừng lại, sẽ càng ngắn. Điều này có thể giúp tránh được các va chạm gây nguy hiểm cho người và xe.

Khi xe dừng đỗ trên dốc, lực ma sát góp phần giữ cho xe không bị trượt dốc.

V. LỰC CẢN CỦA NƯỚC

Lực ma sát không chỉ xuất hiện khi các vật tiếp xúc nhau mà cả khi vật chuyển động trong nước hay trong không khí.

Vật chuyển động trong nước sẽ bị nước cản trở. Các vật có hình dạng khác nhau chịu lực cản của nước không giống nhau.

Cũng như nhiều hiện tượng khác, chúng ta có thể cảm nhận được lực cản của nước bằng giác quan của mình. Ví dụ: khi học bơi, quạt tay trong nước ta sẽ cảm thấy bị cản trở nhiều hơn trên cạn.