Trang chủ » Công thức tính lực ma sát là gì? Cách tính chính xác nhất

Công thức tính lực ma sát là gì? Cách tính chính xác nhất

Công thức tính lực ma sát là kiến thức quan trọng mà mỗi học sinh đều phải tìm hiểu trong chương trình Vật lý 10. Khi hiểu rõ về tính chất và cách tính, bạn sẽ dễ dàng vận dụng để giải các bài tập.

Công thức chi tiết được cập nhật bên dưới giúp bạn tìm hiểu, áp dụng hiệu quả.

Table of Contents

Tìm hiểu định nghĩa lực ma sát

Trước khi xác định công thức tính lực ma sát thì bạn cần hiểu khái niệm loại lực này. Lực ma sát là lực cản xuất hiện giữa hai bề mặt tiếp xúc khi chúng tương tác với nhau.

Hiểu một cách đơn giản, loại lực này hiện diện khi một vật trượt trên bề mặt của vật khác. Đây giống như một “ma lực” vô hình, luôn cố gắng giữ cho mọi thứ ở nguyên vị trí.

Khi kéo thùng gỗ nặng trên sàn nhà, bạn sẽ cảm nhận rõ ràng lực cản của sàn nhà hư có một lớp keo vô hình đang giữ chặt thùng gỗ. Đó chính là lực ma sát sinh ra do sự tiếp xúc giữa mặt dưới của thùng gỗ và mặt sàn.

công thức tính lực ma sát — Khái niệm lực ma sát là gì và ví dụ

Lực ma sát có thể chuyển hóa động năng của chuyển động tương đối thành dạng năng lượng khác.

Quá trình này diễn ra khi phân tử giữa hai bề mặt dần biến đổi để tích lũy một phần thành điện năng hoặc quang năng. Dạng năng lượng chủ yếu xuất hiện thường là nhiệt năng.

Công thức tính lực ma sát chính xác nhất

Lực ma sát được chia thành ba dạng chính gồm ma sát trượt, ma sát nghỉ và ma sát trượt lăn. Mỗi dạng sẽ có những đặc điểm riêng tác động đến các sự vật trong quá trình chuyển động.

Công thức lực ma sát trượt

Lực ma sát trượt là lực cản xuất hiện khi một vật trượt trên một bề mặt. Lực này luôn hướng ngược lại với chiều chuyển động và có độ lớn tỉ lệ thuận với áp lực giữa hai bề mặt.

Càng ấn mạnh vật xuống, lực ma sát trượt càng lớn khiến cho việc di chuyển vật trở nên khó khăn hơn.

Fmst = μt.N

Trong đó:

+ μt là hệ số ma sát trượt

+ N là độ lớn phản lực (N)

+ Hệ số ma sát trượt là một đại lượng đặc trưng cho mức độ ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc. Con số này phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt đó. Hệ số ma sát trượt càng lớn thì lực ma sát trượt càng lớn làm cho việc di chuyển một vật trên bề mặt đó trở nên khó khăn hơn.

công thức lực ma sát — Công thức tính lực ma sát trượt chính xác nhất

Tính lực ma sát lăn

Khác với lực ma sát trượt, lực ma sát lăn hiện diện khi một vật lăn trên một bề mặt. Lực này cũng cản trở chuyển động nhưng nhỏ hơn nhiều so với ma sát trượt. Chính vì vậy, việc lăn một vật thường dễ dàng hơn so với việc kéo lê vật đó và bạn có công thức lực ma sát như sau:

Fmsl = μl.N

Trong đó:

+ μl là hệ số ma sát lăn

+ N là độ lớn phản lực (N)

Công thức tính lực ma sát nghỉ

Lực ma sát nghỉ giống như một loại keo dính chắc chắn giúp giữ một vật đứng yên trên một bề mặt.

Khi một người cố gắng đẩy một vật nặng, lực ma sát nghỉ sẽ xuất hiện, chống lại lực đẩy của người đó. Nó như một “lá chắn” bảo vệ vật khỏi bị dịch chuyển.

Lực này có thể thay đổi độ lớn để chống lại lực tác dụng lên vật và luôn có giá trị cực đại lớn hơn lực ma sát trượt.

Fmsn max = μn.N(μn > μt)

Trong đó:

+ μn là hệ số ma sát nghỉ

+ N là độ lớn phản lực (N)

công thức tính lực ma sát là gì — Công thức xác định lực ma sát nghỉ chuẩn

Ví dụ minh họa cho công thức tính lực ma sát

Đề 1: Cho một vật có khối lượng 15kg đặt trên một sàn nhà. Một người tác dụng một lực là 40N kéo vật theo phương ngang, hệ số ma sát giữa vật và sàn nhà là μ = 0,2. Cho g = 10m/s2. Tính gia tốc của vật.

ví dụ công thức tính lực ma sát

=> Cách giải:

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động

Áp dụng định luật II Newton:

Ta có

Chiếu lên trục Ox: F

fms = ma

Chiếu lên trục Oy:

P = 0 => N = mg = 15.10 = 150N

=> fms = μ.N = 0,2.150 = 30N

Thay vào (1) ta có: 40

30 = 10a => a = 1(m/s2)

Đề 2: Một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc 25m/s trên mặt phẳng nằm ngang thì trượt lên dốc. Biết dốc dài 60m, cao 15m và hệ số ma sát giữa vật và dốc là μ = 0,25. Lấy g=10m/s2. Xác định gia tốc của vật khi lên dốc?

ví dụ công thức lực ma sát

=> Cách giải:

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động

Vật chịu tác dụng của các lực:

Theo định luật II newton ta có:

Chiếu Ox ta có:

-Px

fms = ma => -Psinα - μN = ma (1)

Chiếu Oy: N = Py = Pcosα (2)

Thay (2) vào (1):

=> -Psinα

μPcosα = ma => a = -gsinα - μgcosα

lời giải bài tập công thức tính lực ma sát

tính lực ma sát

Một số ứng dụng của lực ma sát trong cuộc sống

Trong cuộc sống hàng ngày, con người tiếp xúc với lực ma sát ở khắp mọi nơi. Lực ma sát giúp bạn cầm nắm các vật dụng một cách chắc chắn, không bị tuột tay. Khi đi bộ, lực ma sát giữa đế giày cùng mặt đất cũng giúp bạn đứng vững và di chuyển dễ dàng. Ngay cả việc viết chữ trên giấy cũng nhờ vào lực ma sát giữa ngòi bút và mặt giấy.

Lực ma sát được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt nhất là nền công nghiệp tạo ra nhiệt năng thông qua ma sát giữa các vật thể. Các hoạt động nổi bật như mài nhẵn, khoan cắt, hàn,… diễn ra thuận lợi nhờ sự hỗ trợ từ lực ma sát.

Kết luận

Công thức tính lực ma sát cần thiết để học sinh tìm ra các đáp án chính xác cho bài kiểm tra môn Vật lý. Áp dụng cách tính vào các tình huống thực tế sẽ giúp vận dụng hiệu quả kiến thức.

Bạn nên tham khảo và sử dụng công thức thường xuyên để nắm rõ quy luật của lực ma sát.