emf có nghĩa là gì? Lực điện động

« Vật lý - lớp 10"

Hãy nhớ ma sát là gì.
Đó là do những yếu tố nào?
Tại sao tốc độ chuyển động của khối trên bàn thay đổi sau một lần đẩy?

Một loại lực khác được xử lý trong cơ học là lực ma sát. Các lực này tác dụng dọc theo bề mặt của vật thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp.

Lực ma sát trong mọi trường hợp đều ngăn cản chuyển động tương đối của các vật tiếp xúc. Trong những điều kiện nhất định, lực ma sát làm cho chuyển động này không thể thực hiện được. Tuy nhiên, chúng không chỉ làm chậm chuyển động của cơ thể. Trong một số trường hợp thực tế quan trọng, chuyển động của một vật không thể xảy ra nếu không có tác dụng của lực ma sát.

Ma sát xảy ra trong quá trình chuyển động tương đối của các bề mặt tiếp xúc của vật rắn được gọi là ma sát khô.

Có ba loại ma sát khô: ma sát tĩnh, ma sát trượt và ma sát lăn.

Lực ma sát nghỉ.

Hãy thử di chuyển một cuốn sách dày nằm trên bàn bằng ngón tay của bạn. Bạn tác dụng một lực nào đó lên nó, hướng dọc theo mặt bàn, và cuốn sách vẫn đứng yên. Do đó, một lực xuất hiện giữa cuốn sách và mặt bàn, hướng ngược lại với lực mà bạn tác dụng lên cuốn sách, và có độ lớn bằng chính xác với lực đó. Đây là lực ma sát tr. Bạn đẩy cuốn sách mạnh hơn nhưng nó vẫn giữ nguyên vị trí. Điều này có nghĩa là lực ma sát tr tăng cùng một lượng.

Lực ma sát tác dụng giữa hai vật đứng yên đối với nhau gọi là lực ma sát tĩnh.

Nếu một vật chịu tác dụng của một lực song song với bề mặt nơi nó nằm, và vật đó đứng yên, điều này có nghĩa là nó chịu tác dụng của một lực ma sát tĩnh tr, có độ lớn bằng nhau và hướng theo hướng ngược lại với lực (Hình 3.22). Do đó, lực ma sát tĩnh được xác định bởi lực tác dụng lên nó:

Nếu lực tác dụng lên một vật đang đứng yên thậm chí vượt quá lực ma sát tĩnh cực đại một chút thì vật đó sẽ bắt đầu trượt.

Giá trị lớn nhất của lực ma sát mà tại đó lực ma sát chưa xảy ra được gọi là lực ma sát tĩnh tối đa.

Để xác định lực ma sát tĩnh cực đại, có một định luật định lượng rất đơn giản nhưng không chính xác lắm. Đặt một khối trên bàn có gắn một lực kế. Hãy tiến hành thí nghiệm đầu tiên. Hãy kéo vòng lực kế và xác định lực ma sát tĩnh lớn nhất. Khối chịu tác dụng của trọng lực m, phản lực pháp tuyến của gối đỡ 1, lực căng 1, lò xo lực kế và lực ma sát tĩnh lớn nhất tr1 (Hình 3.23).

Hãy đặt một khối tương tự khác lên khối đó. Lực ép của các thanh lên bàn sẽ tăng lên 2 lần. Theo định luật III Newton thì phản lực bình thường của điểm tựa 2 cũng sẽ tăng lên 2 lần. Nếu đo lại lực ma sát tĩnh cực đại, chúng ta sẽ thấy rằng nó đã tăng gấp nhiều lần lực 2 đã tăng, tức là gấp 2 lần.

Tiếp tục tăng số lượng thanh và đo lực ma sát tĩnh cực đại mỗi lần, chúng ta sẽ tin chắc rằng

>giá trị lớn nhất của mô đun lực ma sát tĩnh tỷ lệ với mô đun phản lực pháp tuyến của gối đỡ.

Nếu chúng ta biểu thị mô đun lực ma sát tĩnh cực đại bằng F tr. max, thì chúng ta có thể viết:

F tr. tối đa = μN (3.11)

trong đó μ là hệ số tỉ lệ gọi là hệ số ma sát. Hệ số ma sát đặc trưng cho cả hai bề mặt cọ xát và không chỉ phụ thuộc vào vật liệu của các bề mặt này mà còn phụ thuộc vào chất lượng xử lý của chúng. Hệ số ma sát được xác định bằng thực nghiệm.

Sự phụ thuộc này lần đầu tiên được xác lập bởi nhà vật lý người Pháp C. Coulomb.

Nếu bạn đặt khối lên mặt nhỏ hơn thì F tr. tối đa sẽ không thay đổi.

Lực ma sát tĩnh cực đại không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa các vật.

Lực ma sát tĩnh thay đổi từ 0 đến giá trị cực đại bằng μN. Điều gì có thể gây ra sự thay đổi lực ma sát?

Vấn đề ở đây là thế này. Khi một lực nhất định tác dụng lên một vật, nó sẽ dịch chuyển một chút (mắt không thể nhận thấy) và sự dịch chuyển này tiếp tục cho đến khi độ nhám vi mô của các bề mặt được định vị tương đối với nhau theo cách mà khi móc vào nhau, chúng sẽ dẫn tới xuất hiện lực cân bằng với lực đó. Khi lực tăng lên, vật sẽ lại chuyển động nhẹ để những chỗ không đều nhỏ nhất trên bề mặt sẽ bám vào nhau một cách khác nhau và lực ma sát sẽ tăng lên.

Và chỉ tại > F tr. max, bất kể vị trí tương đối của độ nhám bề mặt, lực ma sát không thể cân bằng lực và quá trình trượt sẽ bắt đầu.

Sự phụ thuộc của mô đun lực ma sát trượt vào mô đun lực tác dụng được thể hiện trên hình 3.24.

Khi đi và chạy, lòng bàn chân chịu lực ma sát tĩnh trừ khi bàn chân bị trượt. Lực tương tự tác dụng lên các bánh dẫn động của ô tô. Các bánh dẫn động cũng chịu tác dụng của lực ma sát tĩnh, nhưng lần này phanh chuyển động và lực này nhỏ hơn đáng kể so với lực tác dụng lên các bánh dẫn động (nếu không ô tô sẽ không thể chuyển động).

Trong một thời gian dài, người ta nghi ngờ liệu đầu máy hơi nước có thể chạy trên đường ray trơn tru hay không. Họ cho rằng lực ma sát phanh ở các bánh dẫn động sẽ bằng lực ma sát tác dụng lên các bánh dẫn động. Người ta thậm chí còn đề xuất chế tạo các bánh dẫn động có hộp số và đặt các đường ray truyền động đặc biệt cho chúng.

Ma sát trượt.

Khi trượt, lực ma sát không chỉ phụ thuộc vào trạng thái của các bề mặt cọ xát mà còn phụ thuộc vào tốc độ tương đối của các vật thể và sự phụ thuộc vào tốc độ này khá phức tạp. Kinh nghiệm cho thấy rằng thường (mặc dù không phải luôn luôn) khi bắt đầu trượt, khi tốc độ tương đối vẫn còn thấp, lực ma sát trở nên nhỏ hơn một chút so với lực ma sát tĩnh cực đại. Chỉ khi đó, khi tốc độ tăng lên, nó mới tăng lên và bắt đầu vượt quá F tr. tối đa.

Có lẽ bạn đã nhận thấy rằng một vật nặng, chẳng hạn như một cái hộp, rất khó di chuyển, nhưng sau đó việc di chuyển nó trở nên dễ dàng hơn. Điều này được giải thích chính xác là do lực ma sát giảm khi trượt xảy ra ở tốc độ thấp (xem Hình 3.24).

Ở tốc độ chuyển động tương đối không quá cao, lực ma sát trượt khác rất ít so với lực ma sát tĩnh cực đại. Do đó, nó có thể được coi là gần như không đổi và bằng lực ma sát tĩnh cực đại:

F tr ≈ F tr. tối đa = μN.

Lực ma sát trượt có thể giảm đi nhiều lần bằng cách sử dụng chất bôi trơn - thường là một lớp chất lỏng mỏng (thường là một số loại dầu khoáng) - giữa các bề mặt cọ xát.

Không một cỗ máy hiện đại nào, chẳng hạn như động cơ ô tô hay máy kéo, có thể hoạt động mà không cần bôi trơn. Một hệ thống bôi trơn đặc biệt được cung cấp trong quá trình thiết kế tất cả các máy.

Ma sát giữa các lớp chất lỏng tiếp giáp với bề mặt rắn nhỏ hơn nhiều so với giữa các bề mặt khô.

Ma sát lăn.

Lực ma sát lăn nhỏ hơn đáng kể so với lực ma sát trượt nên việc lăn một vật nặng sẽ dễ dàng hơn nhiều so với việc di chuyển nó.

Lực ma sát phụ thuộc vào tốc độ tương đối của vật. Đây là điểm khác biệt chính của nó so với lực hấp dẫn và lực đàn hồi, những lực chỉ phụ thuộc vào khoảng cách.

Lực cản trong quá trình chuyển động của vật rắn trong chất lỏng và chất khí.

Khi một vật rắn chuyển động trong chất lỏng hoặc chất khí, nó chịu tác dụng của lực cản của môi trường. Lực này hướng vào tốc độ của cơ thể so với môi trường và làm chậm chuyển động.

Đặc điểm chính của lực kéo là nó chỉ xuất hiện khi có chuyển động tương đối của vật và môi trường.
Lực ma sát tĩnh trong chất lỏng và chất khí hoàn toàn không có.

Điều này dẫn đến thực tế là với nỗ lực của đôi tay, bạn có thể di chuyển một vật nặng, chẳng hạn như một chiếc thuyền nổi, trong khi việc di chuyển một đoàn tàu bằng tay đơn giản là không thể.

Mô đun của lực cản F c phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và trạng thái bề mặt của vật thể, tính chất của môi trường (chất lỏng hoặc khí) mà vật thể chuyển động trong đó, và cuối cùng, vào tốc độ chuyển động tương đối của vật thể. cơ thể và phương tiện.

Bản chất gần đúng của sự phụ thuộc của mô đun lực cản vào mô đun vận tốc tương đối của vật được thể hiện trên Hình 3.25. Ở tốc độ tương đối bằng 0, lực kéo không tác dụng lên vật (F c = 0). Khi tốc độ tương đối tăng lên, lực kéo lúc đầu tăng chậm, sau đó ngày càng nhanh hơn. Ở tốc độ chuyển động thấp, lực cản có thể được coi là tỷ lệ thuận với tốc độ chuyển động của cơ thể so với môi trường:

F c = k 1 υ, (3.12)

Trong đó k 1 là hệ số cản, tùy thuộc vào hình dạng, kích thước, trạng thái bề mặt của vật thể và tính chất của môi trường - độ nhớt của nó. Về mặt lý thuyết, không thể tính hệ số k 1 cho các vật thể có hình dạng phức tạp; nó được xác định bằng thực nghiệm.

Ở tốc độ cao của chuyển động tương đối, lực kéo tỉ lệ với bình phương tốc độ:

F c = k 2 υ 2 , υ, (3.13)

trong đó k 2 là hệ số điện trở khác k 1 .

Công thức nào - (3 12) hoặc (3.13) - có thể được sử dụng trong trường hợp cụ thể được xác định bằng thực nghiệm. Ví dụ, đối với ô tô khách, nên sử dụng công thức thứ nhất với tốc độ khoảng 60-80 km/h ở tốc độ cao hơn, nên sử dụng công thức thứ hai.

Lực ma sát trong điều kiện trên mặt đất đi kèm với bất kỳ chuyển động nào của vật thể. Nó xảy ra khi hai vật thể tiếp xúc với nhau nếu chúng chuyển động tương đối với nhau. Lực ma sát luôn hướng dọc theo bề mặt tiếp xúc, ngược lại lực đàn hồi hướng vuông góc (Hình 1, Hình 2).

Cơm. 1. Sự khác biệt giữa hướng của lực ma sát và lực đàn hồi

Cơm. 2. Bề mặt tác dụng lên khối và khối tác dụng lên bề mặt

Có loại ma sát khô và không khô. Loại ma sát khô xảy ra khi các vật rắn tiếp xúc với nhau.

Hãy xem xét một khối nằm trên một bề mặt nằm ngang (Hình 3). Nó chịu tác dụng của trọng lực và phản lực của mặt đất. Hãy tác động lên khối bằng một lực nhỏ , hướng dọc theo bề mặt. Nếu khối không chuyển động nghĩa là lực tác dụng được cân bằng bởi một lực khác gọi là lực ma sát tĩnh.

Cơm. 3. Lực ma sát tĩnh

Lực ma sát nghỉ () ngược hướng và có độ lớn bằng lực có xu hướng làm di chuyển một vật thể song song với bề mặt tiếp xúc của nó với một vật thể khác.

Khi lực “cắt” tăng, khối vẫn đứng yên, do đó lực ma sát tĩnh cũng tăng. Với một lực đủ lớn, khối sẽ bắt đầu chuyển động. Điều này có nghĩa là lực ma sát tĩnh không thể tăng vô hạn - có một giới hạn trên mà nó không thể vượt quá. Giá trị của giới hạn này là lực ma sát tĩnh lớn nhất.

Hãy tạo áp lực lên khối bằng lực kế.

Cơm. 4. Đo lực ma sát bằng lực kế

Nếu lực kế tác dụng lên nó bằng một lực, thì bạn có thể thấy rằng lực ma sát tĩnh cực đại trở nên lớn hơn khi khối lượng của khối tăng dần, nghĩa là khi trọng lực và phản lực hỗ trợ tăng lên. Nếu thực hiện các phép đo chính xác, chúng sẽ cho thấy lực ma sát tĩnh cực đại tỉ lệ thuận với phản lực của gối đỡ:

mô đun của lực ma sát tĩnh cực đại ở đâu; N- lực phản lực của mặt đất (áp suất bình thường); – hệ số ma sát tĩnh (tỷ lệ). Do đó, lực ma sát tĩnh cực đại tỷ lệ thuận với lực ép thông thường.

Nếu bạn tiến hành một thí nghiệm với một lực kế và một khối có khối lượng không đổi, khi xoay khối sang các mặt khác nhau (thay đổi diện tích tiếp xúc với bàn), bạn có thể thấy rằng lực ma sát tĩnh cực đại không thay đổi (Hình 2). 5). Do đó, lực ma sát tĩnh cực đại không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc.

Cơm. 5. Giá trị lớn nhất của lực ma sát tĩnh không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc

Các nghiên cứu chính xác hơn cho thấy lực ma sát tĩnh hoàn toàn được xác định bởi lực tác dụng lên vật và công thức.

Lực ma sát tĩnh không phải lúc nào cũng cản trở chuyển động của vật thể. Ví dụ, lực ma sát tĩnh tác dụng lên đế giày, truyền gia tốc và cho phép người ta đi trên mặt đất mà không bị trượt (Hình 6).

Cơm. 6. Lực ma sát tĩnh tác dụng lên đế giày

Một ví dụ khác: lực ma sát tĩnh tác dụng lên bánh xe ô tô cho phép bạn bắt đầu chuyển động mà không bị trượt (Hình 7).

Cơm. 7. Lực ma sát tĩnh tác dụng lên bánh xe ô tô

Trong bộ truyền động dây đai, lực ma sát tĩnh cũng tác động (Hình 8).

Cơm. 8. Lực ma sát tĩnh trong bộ truyền động dây đai

Nếu một vật chuyển động thì lực ma sát tác dụng lên nó từ bề mặt không biến mất; ma sát trượt. Các phép đo cho thấy lực ma sát trượt có độ lớn gần bằng lực ma sát tĩnh cực đại (Hình 9).

Cơm. 9. Lực ma sát trượt

Lực ma sát trượt luôn có hướng ngược với tốc độ chuyển động của vật, tức là nó cản trở chuyển động. Do đó, khi một vật chỉ chuyển động dưới tác dụng của ma sát thì nó sẽ truyền cho nó gia tốc âm, tức là tốc độ của vật đó liên tục giảm.

Độ lớn của lực ma sát trượt cũng tỉ lệ thuận với lực ép pháp tuyến.

mô đun của lực ma sát trượt ở đâu; N- lực phản lực của mặt đất (áp suất bình thường); – hệ số ma sát trượt (tỷ lệ).

Hình 10 thể hiện đồ thị của lực ma sát so với lực tác dụng. Nó cho thấy hai khu vực khác nhau. Phần đầu tiên, trong đó lực ma sát tăng khi lực tác dụng tăng dần, tương ứng với ma sát tĩnh. Phần thứ hai, trong đó lực ma sát không phụ thuộc vào ngoại lực, tương ứng với lực ma sát trượt.

Cơm. 10. Đồ thị lực ma sát so với lực tác dụng

Hệ số ma sát trượt xấp xỉ bằng hệ số ma sát tĩnh. Thông thường hệ số ma sát trượt nhỏ hơn 1. Điều này có nghĩa là lực ma sát trượt nhỏ hơn lực ép thông thường.

Hệ số ma sát trượt là đặc tính của hai vật ma sát với nhau; nó phụ thuộc vào vật liệu được làm từ vật liệu gì và bề mặt được xử lý tốt như thế nào (trơn hay nhám).

Nguồn gốc của lực ma sát tĩnh và lực ma sát trượt được xác định bởi thực tế là bất kỳ bề mặt nào ở cấp độ vi mô đều không phẳng; sự không đồng nhất ở cấp độ vi mô luôn tồn tại trên bất kỳ bề mặt nào (Hình 11).

Cơm. 11. Bề mặt của vật thể ở cấp độ vi mô

Khi hai vật tiếp xúc cố gắng chuyển động tương đối với nhau, những điểm gián đoạn này sẽ tham gia và ngăn cản chuyển động này. Với một lượng lực tác dụng nhỏ, lực tác động này đủ để ngăn cản các vật thể chuyển động, do đó phát sinh ma sát tĩnh. Khi ngoại lực vượt quá lực ma sát tĩnh cực đại, lực ma sát tĩnh không đủ để giữ các vật thể và chúng bắt đầu chuyển động tương đối với nhau, đồng thời lực ma sát trượt tác dụng giữa các vật thể.

Loại ma sát này xảy ra khi các vật lăn lên nhau hoặc khi một vật lăn trên bề mặt của vật khác. Ma sát lăn, giống như ma sát trượt, truyền gia tốc âm cho vật.

Sự xuất hiện của lực ma sát lăn là do sự biến dạng của thân lăn và bề mặt đỡ. Do đó, một bánh xe nằm trên bề mặt nằm ngang sẽ làm biến dạng bánh sau. Khi bánh xe chuyển động, các biến dạng không có thời gian phục hồi nên bánh xe phải liên tục leo lên một ngọn đồi nhỏ gây ra một mômen lực làm bánh xe lăn chậm lại.

Cơm. 12. Sự xuất hiện của lực ma sát lăn

Độ lớn của lực ma sát lăn, theo quy luật, nhỏ hơn nhiều lần so với lực ma sát trượt, các lực khác đều bằng nhau. Do đó, lăn là một loại chuyển động phổ biến trong công nghệ.

Khi một vật rắn chuyển động trong chất lỏng hoặc chất khí, một lực cản từ môi trường tác dụng lên nó. Lực này hướng vào tốc độ của cơ thể và làm chuyển động chậm lại (Hình 13).

Đặc điểm chính của lực kéo là nó chỉ phát sinh khi có chuyển động tương đối của vật và môi trường. Nghĩa là lực ma sát tĩnh không tồn tại trong chất lỏng và chất khí. Điều này dẫn đến thực tế là một người có thể di chuyển ngay cả một chiếc sà lan nặng trên mặt nước.

Cơm. 13. Lực cản tác dụng lên vật khi chuyển động trong chất lỏng hoặc chất khí

Môđun lực cản phụ thuộc vào:

Từ kích thước cơ thể và hình dạng hình học của nó (Hình 14);

Tình trạng bề mặt cơ thể (Hình 15);

Tính chất của chất lỏng hoặc chất khí (Hình 16);

Tốc độ tương đối của cơ thể và môi trường của nó (Hình 17).

Cơm. 14. Sự phụ thuộc của mô đun lực cản vào hình dạng hình học

Cơm. 15. Sự phụ thuộc của mô đun lực cản vào trạng thái bề mặt cơ thể

Cơm. 16. Sự phụ thuộc của mô đun lực cản vào tính chất của chất lỏng hoặc chất khí

Cơm. 17. Sự phụ thuộc của mô đun lực cản vào tốc độ tương đối của cơ thể và môi trường của nó

Hình 18 cho thấy đồ thị của lực cản so với tốc độ cơ thể. Ở tốc độ tương đối bằng 0, lực kéo không tác dụng lên vật. Khi tốc độ tương đối tăng lên, lúc đầu lực kéo tăng chậm, sau đó tốc độ tăng dần.

Cơm. 18. Đồ thị lực cản theo vận tốc cơ thể

Ở tốc độ tương đối thấp, lực kéo tỷ lệ thuận với độ lớn của tốc độ này:

tốc độ tương đối ở đâu; – hệ số cản, phụ thuộc vào loại môi trường nhớt, hình dạng và kích thước của vật thể.

Nếu tốc độ tương đối đủ lớn thì lực kéo sẽ tỉ lệ với bình phương của tốc độ này.

tốc độ tương đối ở đâu; - hệ số điện trở.

Việc lựa chọn công thức cho từng trường hợp cụ thể được xác định bằng thực nghiệm.

Một vật nặng 600 g chuyển động đều trên một mặt phẳng nằm ngang (Hình 19). Đồng thời tác dụng một lực có độ lớn là 1,2 N. Xác định giá trị hệ số ma sát giữa vật và bề mặt.

Các cơ thể tương tác với nhau theo những cách khác nhau. Một loại tương tác là ma sát. Trước khi hiểu được sự phức tạp của ma sát khô và ma sát nhớt, chúng ta sẽ trả lời hai câu hỏi. Lực ma sát là gì và nó xảy ra khi nào?

Lực ma sát là gì?

Lực ma sát là lực phát sinh khi các vật tiếp xúc và cản trở chuyển động tương đối của chúng.

Ma sát xảy ra do sự tương tác giữa các nguyên tử và phân tử của vật thể khi chúng tiếp xúc với nhau.

Bản chất của lực ma sát là điện từ.

Giống như bất kỳ tương tác nào khác, định luật thứ ba của Newton đúng với lực ma sát. Nếu một lực ma sát tác dụng lên một trong hai vật tương tác thì một lực có cùng độ lớn tác dụng lên vật kia theo hướng ngược lại.

Có ma sát khô và ma sát nhớt, lực ma sát tĩnh, lực ma sát trượt, lực ma sát lăn.

Ma sát khô là ma sát xảy ra giữa các vật rắn khi không có lớp chất lỏng hoặc khí giữa chúng. Lực ma sát có phương tiếp tuyến với các bề mặt tiếp xúc.

Hãy tưởng tượng rằng một vật, chẳng hạn như một khối nằm trên bàn, chịu tác dụng của một ngoại lực nào đó. Lực này có xu hướng di chuyển khối khỏi vị trí của nó. Trong khi các vật đứng yên, lực ma sát tĩnh và trên thực tế là ngoại lực tác dụng lên khối. Lực ma sát tĩnh bằng ngoại lực và cân bằng nó.

Khi ngoại lực vượt quá một giá trị giới hạn nhất định F t r. m a x , khối di chuyển khỏi vị trí của nó. Nó cũng chịu tác dụng của lực ma sát, nhưng đây không còn là lực ma sát tĩnh nữa mà là lực ma sát trượt. Lực ma sát trượt có hướng ngược chiều với chuyển động và phụ thuộc vào tốc độ của vật.

Khi giải các bài toán vật lý, lực ma sát trượt thường được lấy bằng lực ma sát tĩnh cực đại, bỏ qua sự phụ thuộc của lực ma sát vào vận tốc chuyển động tương đối của vật.

Hình trên cho thấy các đặc tính thực tế và lý tưởng của ma sát khô. Như chúng ta thấy, trên thực tế, lực ma sát trượt thay đổi tùy theo tốc độ, nhưng sự thay đổi không lớn đến mức không thể bỏ qua.

Lực ma sát tỷ lệ thuận với lực phản lực bình thường của giá đỡ.

F t r = F t r. m a x = μ N .

Hệ số ma sát trượt là bao nhiêu?

μ là hệ số tỉ lệ, gọi là hệ số ma sát trượt. Nó phụ thuộc vào vật liệu của các vật thể tiếp xúc và tính chất của chúng. Hệ số ma sát trượt là đại lượng không thứ nguyên không vượt quá đơn vị.

Lực ma sát lăn xuất hiện khi vật lăn. Họ thường bị bỏ qua khi giải quyết vấn đề.

Ma sát nhớt trong chất lỏng và chất khí

Ma sát nhớt xảy ra khi các vật chuyển động trong chất lỏng và chất khí. Lực ma sát nhớt cũng có hướng ngược chiều với chuyển động của vật nhưng độ lớn nhỏ hơn nhiều so với lực ma sát trượt. Không có ma sát tĩnh trong ma sát nhớt.

Việc tính lực ma sát nhớt phức tạp hơn việc tính lực ma sát trượt. Ở tốc độ chuyển động thấp của vật thể trong chất lỏng, lực ma sát nhớt tỷ lệ thuận với tốc độ của vật thể và ở tốc độ cao - tỷ lệ với bình phương tốc độ. Trong trường hợp này, các hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào hình dạng của vật thể; cũng cần phải tính đến các tính chất của chính môi trường nơi chuyển động xảy ra.

Ví dụ, lực ma sát nhớt trong nước và dầu sẽ khác nhau, vì những chất lỏng này có độ nhớt khác nhau.

Nếu bạn thấy văn bản có lỗi, vui lòng đánh dấu nó và nhấn Ctrl+Enter

Lực ma sát là thước đo lực cản đối với chuyển động tiếp tuyến với bề mặt của vật thể chạm vào. Độ lớn của lực ma sát (như một thành phần của phản lực trên bề mặt liên kết) phụ thuộc vào ảnh hưởng của một vật chuyển động hoặc dịch chuyển; nó hướng vào tốc độ hoặc lực dịch chuyển và được tác dụng tại điểm tiếp xúc.

Lực ma sát (phản lực tiếp tuyến) phát sinh giữa các vật tiếp xúc trong quá trình chúng chuyển động tương đối với nhau (Hình 33)

Cơm. 33. Lực ma sát (T):

a-trượt năng động; b- trượt tĩnh; V.- mômen ma sát lăn (nguồn gốc)

Có ba loại ma sát: ma sát trượt, lăn và quay. Khi trượt, một vật chuyển động tiếp xúc với một vật đứng yên bằng cùng một phần bề mặt của nó (trượt tuyết trên tuyết). Khi lăn, các điểm của vật thể chuyển động lần lượt tiếp xúc với vật thể khác (bánh xe đạp lăn dọc theo đường ray). Quay được đặc trưng bởi chuyển động tại chỗ xung quanh một trục (đầu quay).

Lực ma sát trượt động (chuyển động) biểu hiện trong quá trình chuyển động của vật thể, tác dụng lên vật thể trượt và có hướng ngược với tốc độ chuyển động tương đối của nó. Lực ma sát trượt động không phụ thuộc vào độ lớn của vật thể trượt. lực dẫn động và xấp xỉ tỷ lệ với hệ số ma sát trượt động (k din) và áp lực pháp tuyến của lực tác dụng lên gối đỡ. (N): T din =k din N

Khi các bề mặt bị ngăn cách hoàn toàn bởi một lớp dầu bôi trơn sẽ xuất hiện chất lỏng ma sát 1 Nó tồn tại giữa các lớp chất lỏng, cũng như giữa chất lỏng và chất rắn. Ngược lại ma sát khô (giữa các vật rắn không cần bôi trơn), ma sát chất lỏng chỉ xuất hiện khi có tốc độ. Khi vật chuyển động dừng lại thì lực ma sát của chất lỏng biến mất do đó, ngay cả lực nhỏ nhất cũng có thể truyền tốc độ đến các lớp của môi trường lỏng, chẳng hạn như khi một vật rắn chuyển động trong nước.

Hình ảnh khác với ma sát khô. Nếu bạn tác dụng một lực lên một vật đang đứng yên, nó sẽ chỉ có thể làm vật chuyển động khi lực ma sát tĩnh, lực cản trở chuyển động, trở nên lớn hơn. Như vậy , ma sát khô và ma sát chất lỏng về cơ bản là khác nhau.

Lực ma sát trượt tĩnh (nghỉ) biểu hiện ở trạng thái đứng yên, tác dụng lên vật bị dịch chuyển và có hướng ngược lại với lực cắt. Lực ma sát trượt tĩnh bằng lực cắt nhưng không thể lớn hơn lực giới hạn2; cái sau tỷ lệ với hệ số ma sát trượt tĩnh (kst) và lực ép pháp tuyến (N): Tst = kst N

Đó là, Lực ma sát tĩnh tĩnh có thể có giá trị từ 0 đến cực đại (chưa hoàn thiện Và đầy). Lực cắt tối thiểu làm cho vật chuyển động lớn hơn lực ma sát tĩnh tối đa.

Mối quan hệ giữa độ lớn của phản lực tựa pháp tuyến (bằng lực ép pháp tuyến) và lực ma sát tĩnh cực hạn bằng tiếp tuyến của góc (a), gọi là góc ma sát (hoặc góc bám dính) (xem Hình 33, b).

Tiếp tuyến của góc bám dính bằng hệ số ma sát tĩnh. Góc áp lực thực tế lên giá đỡ đứng yên không thể lớn hơn góc ma sát. Điều này có nghĩa là miễn là đường tác dụng của lực tác dụng lên vật đi vào bên trong góc ma sát thì vật không thể dịch chuyển khỏi vị trí của nó. Chỉ khi đường tác dụng của lực nằm ngoài góc ma sát thì vật mới chuyển động.

Trên bề mặt nằm ngang, lực ép bình thường thường được biểu thị bằng trọng lượng tĩnh hoặc động (người đứng yên hoặc đẩy ra khỏi giá đỡ). Nhưng có thể có những nguồn áp suất bình thường khác, chẳng hạn như áp lực do chân và lưng của người leo núi tác dụng lên thành ống khói (kẽ hở thẳng đứng trên đá),