Giải bài tập Vật lý 10 Bài 13: Lực ma sát

§13. Lực MA SÁT
KIẾN THỨC Cơ BẢN
Lực ma sát trượt
Lực ma sát trượt
Khi một vật chuyển động trượt trên một bể mặt. thi bể mặt tác dụng lẻn vật (tại chỗ tiếp xúc) một lực ma sát trượt cản trở chuyển dộng trượt của vật trên mặt đo.
Độ lớn của lực ma sát trượt
Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.
Tỉ lệ với độ lớn của áp lực.
Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
Hệ sô' ma sát trượt
Hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của lục ma sát trượt và độ lớn của áp lực được
" gọi là hệ sô’ma sát trượt, kí hiệu là Lit. Lit = -ySt	(13.1)
N
Hệ số ma sát trượt phu thuộc vào vật liệu và tinh trạng của hai mặt tiêp xúc. Nó không có dơn vị và được dùng để tinh độ lớn của lục ma sát trượt
Công thức của lực ma sát trượt
Fmsi = ỊitN	(13.2)
Lực ma sát lăn
Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lãn trên mặt một vật khác, để cản lại chuyển động lăn của vặt.
Trong trường họp ma sát trượt có hại cần phải giảm thi người ta thuờng dùng con lăn hay ổ bi đặt xen vào giữa hai mặt tiếp xúc.
Lực ma sát nghỉ
Lực ma sát còn có thể xuất hiện ỏ' mặt tiếp xuc cả khi vật dửng yên. Đó lả lu'c ma sát nghỉ.
Lực ma sát nghỉ (Fmsn) luôn luôn cân bằng với ngoại lực đặt vào vật theo phương song song với mặt tiếp xúc.
Lực ma sát nghỉ có độ lớn cực dai bằng lụ'c ma sát trượt (Fmsnma, = Fmsi)
Ma sát có ích hay có hại?
Không thể có một câu trả lởi đơn giản mà phải xét từng trường hợp cụ thể. Trong trường hợp này ma sát có hại, còn trong trương hợp kia ma sát có lọ'i.
HOẠT ĐỘNG
C1. Độ lớn của vặt ma sát trượt phụ thuộc vào những yếu tô’ nào trong các yếu tô’ sau đây?
Diện tích tiếp xúc của khúc gỗ với mặt bán.
Tốc độ của khúc gỗ.
Áp lực lên mặt tiếp xúc.
Bản chất và các điểu kiện bế mặt (độ nhám, độ sạch, độ khô,...) của các mặt tiếp xúc.
Em hãy thử nêu các phương án thí nghiêm kiểm chứng, trong đó chỉ thay đổi một yếu tõ’ còn các yếu tô' khác thì giữ nguyên.
C2. Búng cho hòn bi lãn trên mặt sàn nằm ngang.
Tại sao hòn bi lãn chậm dấn?
Tại sao hòn bi lăn được một đoạn đường khá xa mới dừng lại? c. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬR
Nẽu những (tạc điếm cùa lực ma sát trượt.
Hệ số ma sát trượt. là gi? Nó phụ thuộc vào yếu tô nào? Viết cóng thức cùa lực má sát Irượt.
Nêu những dạc diêm cùa lực ma sát nghi.
Trong các cách viết, cóng thức cùa lợt- ma sát. I.mợt durti dây, cách viết náo đúng?
A. É,„SI = p.N	B. F„„, = p, N	c. F,„si. =p, N	D. !•'	- p,N.
Quyến shell nằm yên trên mặt. bàn nằm ngang có chịu lực ma sát nghi hay không?
Điều gì xáy ra đối vái hệ số mít sát giĩia hai mạt tiếp xúc nếu kic ép giũa hai mạt dó tang len?
A. Tâng lén;	B. Giám đi;	c. Không thay đói; D. Không biết được.
Một động viên mon hốc cay (món khúc cõn cầu) dùng gậv gạt. quà búng đế truyền cho no một tóc độ đầu lOm/s. Hộ sô ma sát trượt giữa quá brtng và mạt báng lá 0.10.
Láy g = 9,8mfe’. Hói quá bóng di được một. đoạn đường bao nhiêu thi dừng lại?
A. 39m;	B. -15ni;	c. 51m;	'D. 57m;
Một tú lạnh có trọng lượng 890 N chuyến động thảng đều trẽn mạt. sàn nhà. Hệ sô’ ma sát trượt giữa tú lạnh và sàn nhà là 0,51. Hói lực đấy tú lạnh theo phương ngang bao nhiêu? Với lực đây tim được cd thè làm cho tú lạnh chuyến động tư trạng thííi nghi được không?
• Hoạt động
Cl. * 1 jực ma sát. trượt phụ thuộc vào áp lực lên mặt. tiẽp xúc chát, liệu làm 2 bề mặt và mức độ nhẩn, bóng cùa hai bẻ mặt tiếp xúc.
Kiểm chứng độ lổn F,|,.-| ti lệ với áp lực N.
Kéo đều khúc gỗ, đo F	= FK (sô chi lực kế).
Kéo đều khúc gỗ có dặt thêm 1 quá cán trọng lượng P'. đo F nií'1 ;ĩ — F K2
,	Fnl Fnist.,.
Két quo cho —■ =	= ... = H = const
4	p p + p
o F,„S| ti lệ với N (Trên mọt phăng ngang có N - Pi
Kiêm chứng F„is, phụ thuộc độ nhẩn bóng bồ mặt:
Kéo khúc gỗ trên bề mật ván chưa bào nhẩn, do Fmsl]
Kéo khúc gồ cùng p, trôn mặt bàn cùng loại gồ với vận, đã bào nhẩn, đánh bóng, kết quả cho Fn < F
* Kiểm chứng F,„SI phụ thuộc chất liệu bé mặt.
Kéo gỗ trên mặt bàn nhằn, đo F .
Kéo lại chính khúc đó trên mặt bàn ây có đô một lớp dầu nhớt, đo Flllsl2.
Kết quá F,,,^ < F„lsli .
Kiếm chứng FII1S| không phụ thuộc diện tích tiếp xúc;
Kéo gỗ đặt nằm trên mật bàn, đo FllivI,
Kéo lại khúc gồ nhưng đặt nghiêng trên mật bàn đó, đo I'’usl,.
Kết quá: F, = F
C2. a) Vì có ma sát lăn giữa bi và sàn cản trở chuyến động cùa bi. b) Vì F,„si nhó.
Câu hỏi và bài tập
Đặc' điểm cùa lực ma sát trượt:
Đặt vào 2 mặt tiếp xúc nhau của hai vật trượt tương đối đối với nhau.
Ngược hướng chuyên động cua vật.
Độ lớn khừng phụ thuộc diện tích tiếp xúc và vận tốc cùa vật, phụ thuộc chát f1
liệu làm bé mặt và độ nhẵn, bóng bề zzzzzzz/te??5»s?^w^zz.zz mặt tiếp xúc cua hai vật, tỉ lệ độ lớn áp //ị,í/ỉ 13 1 F’nwt lực F,|,S| = ịi,.N
(Chú ỷ: không được viết F111S1 - g,.N ).
Hệ số ma sát trượt (ill) là hệ sộ' ti lệ giữa độ lớn của lực ma sát
.	, •	F,„.
trượt, và độ lớn cứa áp lực: LI| = —“
N
Pi phụ thuộc chất liệu bề mặt và dộ nhan, bóng bồ mặt tiếp xúc. Công thức tính dộ lớn lực ma sát trượt F,„SI = Pl .-N.
Lực ma sát nghi:
Xuất hiện ờ bồ mặt tiếp xúc cứa vật với bề mặt giữ cho vặt dứng yên trên bề mặt dó khi vật bị tác dụng của lực song song với mặt tiếp xúc
Lực ma sát nghi có một dộ lớn cực dại Fln>	 = F,„S|.
I). ( F„ISI không cùng phương với N ).
Không có i'ltisii , vì không có thành phần lực song song với mặt tiếp xúc tác dụng lên quyên sách.
c. Vì U, không phụ thuộc áp lực.
c. Khi bóng rời đầu gậy, nó chuyên động chíới tác dụng cùa ba lực:
p , N , Fmsi
Áp dụng định luật II Niu-tơn: má = P + N + F|„SI (1)
Chọn hệ tọa độ Oxy như hình vẽ: Chiêu (1) lên Oy được:
o = -P + N => N = p = mg
-A
F„
p
Hình 13.2
=>	F,„S| = MiN = Hi.mg.
Chiếu (I.) lên Ox được: ma = -F„,s,. = -giing. a = -u,g = -0,1.9,8 = -0,98 (m/s2)
Quãng đường bóng di dược cho tới lúc dừng (v = 0):
Tủ chuyên động thắng đều (a = 0) dưới tác dụng cùa 4 lực p ; N ; 1 ; F,„S,
Áp dụng định luật II Niu-tơn:
p + N + F+ Fills! — 0
Làm tương tự bài 7, ta cũng có:
F,„S| = |1|N = ỊI|P = 454 (N)
F = F,„s, = 454 N
Với lực F = 454 N thì không thể lam tu chuyên động đừữc từ trạng thái nghi (Vu = 0).