Lực ma sát nghỉ là gì? Thực chất đây là một phần thuộc lực ma sát, để hiểu được lực ma sát nghỉ có gì khác so với các loại ma sát khác bạn phải hiểu được khái niệm, trường hợp xuất hiện, công thức tính,… của chúng. Vậy nên hãy cùng Hoàng Vina tìm hiểu rõ hơn về lực ma sát nghỉ là gì qua bài viết sau nhé.
1. Lực ma sát nghỉ là gì?
Lực ma sát nghỉ được xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật với bề mặt để giữ cho vật có thể đứng yên trên bề mặt đó khi vật bị một lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc.
Vật sẽ giữ trạng thái cân bằng cho đến khi độ lớn của lực tác dụng lớn hơn lực ma sát nghỉ. Lực ma sát tỉ lệ thuận với lực pháp tuyến tác dụng lên vật. Do đó, vật càng nhẹ thì ma sát nghỉ càng ít.
Ví dụ về lực ma sát nghỉ: người và một vài loài động vật có thể đi lại hoặc cầm nắm các vật nặng là nhờ có sự xuất hiện của lực ma sát nghỉ.
2. Đặc điểm của lực ma sát nghỉ
- Lực ma sát nghỉ có hướng ngược với hướng của lực tác dụng song song với bề mặt tiếp xúc, có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng khi vật còn chưa chuyển động.
- Khi lực tác dụng song song với bề mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó thì vật sẽ trượt. Từ điều này chứng minh được rằng lực ma sát nghỉ có độ lớn cực đại bằng giá trị này.
- Khi vật trượt thì lực ma sát trượt < lực ma sát nghỉ cực đại.
- Khi một vật nằm yên trên mặt bàn phẳng, lúc này lực ma sát nghỉ = 0.
- Lực ma sát tĩnh là lực tự điều chỉnh, luôn tương đương và ngược chiều với lực tác dụng.
- Lực ma sát tĩnh cực đại không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc.
- Lực ma sát nghỉ chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật và ngoại lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát.
3. Tác dụng của lực ma sát nghỉ
Lực ma sát nghỉ có vai trò là lực phát động giúp các vật chuyển động
- Khi bước đi, chân phía sau sẽ tác dụng vào đất một lực F. Mặt đường sẽ tác dụng lực Fmsn hướng về phía trước, giữ cho chân khỏi trượt trên mặt đất.
- Trường hợp thiếu ma sát nghỉ, lực từ chân người tác dụng vào đất về phía sau. Khi không có lực nào giữ chân lại sẽ làm cho chân sau và cả thân người ngã về sau.
Nhờ có lực ma sát nghỉ mà ta có thể sử dụng hệ thống băng chuyền để đưa vật từ nơi này đến nơi khác. Nếu không có lực ma sát nghỉ thì thành phần trọng lực nằm ngang sẽ kéo vật đi xuống chân mặt phẳng nghiêng.
Lực ma sát nghỉ giúp bạn cầm, nắm được các vật trên tay, đinh được đóng trên tường,…
Để truyền chuyển động quay của động cơ ra ngoài làm quy các máy công cụ người ta nối trục quay của động cơ với trục quay của máy bằng dây cua roa. Tại đây lực ma sát nghỉ giữa dây cua roa không bị trượt và làm máy công cụ quay theo động cơ.
4. Công thức tính lực ma sát nghỉ
μn:hệ số ma sát nghỉ.
N: là áp lực của vật lên mặt phẳng (N).
FM: là lực ma sát nghỉ cực đại (N).
Fmsn: lực ma sát nghỉ (N).
5. Bài tập về lực ma sát nghỉ
Câu 1: Qua thí nghiệm như hình bên, hãy rút ra nhận xét về phương, chiều của lực ma sát nghỉ.
Lời giải:
Thí nghiệm cho ta rút ra được: Lực ma sát nghỉ có:
- Giá nằm trong mặt tiếp xúc giữa 2 vật.
- Chiều ngược với chiều của ngoại lực tác dụng lên vật (ngược với chiều hợp lực của các ngoại lực khác).
Câu 2: Trường hợp nào trong hai trường hợp sau đây có lực ma sát nghỉ?
- Quyển sách nằm trên mặt bàn nằm ngang.
- Quyển sách nằm trên mặt bàn nằm nghiêng.
Lời giải:
Quyển sách nằm trên mặt bàn nằm ngang chịu tác dụng của cặp lực cân bằng N→ và P→: N→+ P→ = 0 nên không có ngoại lực có xu hướng làm cho vật chuyển động nên không có lực ma sát nghỉ.
Quyển sách nằm trên mặt nghiêng có lực ma sát nghỉ cân bằng với thành phần vectơ Pt→ của trọng lực theo phương mặt phẳng nghiêng.
Câu 3: Một thùng gỗ có trọng lượng 240N chuyển động thẳng đều trên sàn nhà nhờ một lực đẩy nằm ngang có độ lớn 53N.
a ) Hãy tìm hệ số ma sát trượt giữa thùng gỗ và sàn nhà
b ) Thùng gỗ lúc đầu đứng yên. Nếu ta đẩy nó bằng một lực 53N theo phương ngang thì nó có chuyển động không?
Đáp án bài tập 1:
a ) Do sàn nhà nằm ngang nên ta có P = N = 240N
Vì thùng gõ có chuyển động thằng đều nên F(mst) = F = 53N
Hệ số ma sát trượt μt = Fmst / N = 53 / 240 = 0,22
Câu b ) Nếu ta đây thùng gỗ bằng lực 53N theo phương ngang thì thùng gỗ sẽ không chuyển động vì lực để làm cho thùng gỗ chuyển động từ đứng yên lớn hơn lực giữ cho thùng gỗ chuyển động thẳng đều.
Kết luận: Đây là những kiến thức liên quan đến khái niệm lực ma sát nghỉ là gì? Công thức và các đặc điểm về ma sát nghỉ mà các em cần hiểu và nắm vững.
>>> Xem thêm: Công thức tính lực ma sát trượt
