Lực ma sát là gì?

Lực ma sát là lực cản trở chuyển động của một vật này so với vật khác. Nó không phải là một lực cơ bản, ví dụ như lực hấp dẫn hay lực điện từ. Thay vậy, các nhà khoa học tin rằng lực ma sát là kết quả của lực hút điện từ giữa các hạt tích điện có trong hai bề mặt tiếp xúc.

Các nhà khoa học đã bắt đầu chắp nối với nhau các định luật chi phối lực ma sát vào thế kỉ thứ 15, nhưng vì các tương tác quá phức tạp, nên việc đặc trưng hóa lực ma sát trong những tình huống khác nhau thường đòi hỏi có các thí nghiệm và không thể chỉ được suy luận ra từ các phương trình hay định luật.

Với mỗi quy tắc chung về lực ma sát, luôn có nhiều ngoại lệ. Chẳng hạn, trong khi hai bề mặt gồ ghề (ví dụ như giấy nhám) chà xát lên nhau thỉnh thoảng có ma sát lớn hơn, nhưng những bề mặt được mài rất nhẵn (ví dụ như các tấm kính thủy tinh) đã được lau sạch hết các hạt bụi bám trên mặt thật ra có thể dính vào nhau rất mạnh.

Lực ma sát là nguyên nhân sinh ra lửa khi cọ xát hai que củi lên nhau

Các loại ma sát

Có hai loại ma sát chính, ma sát nghỉ và ma sát động. Ma sát nghỉ tác dụng giữa hai bề mặt không chuyển động tương đối với nhau, còn ma sát động tác dụng giữa những vật đang chuyển động.

Trong chất lỏng, lực ma sát là lực cản trở giữa những lớp chuyển động của một chất lỏng, nó còn được gọi là lực nhớt. Nói chung, chất lỏng càng nhớt thì càng đặc, vì thế mật ong có lực ma sát nhớt lớn hơn nước.

Các nguyên tử bên trong một vật liệu rắn cũng có thể chịu lực ma sát. Ví dụ, nếu một khối kim loại rắn bị nén, thì toàn bộ các nguyên tử bên trong vật liệu chuyển động, gây ra lực ma sát nội.

Trong tự nhiên, không có những môi trường hoàn toàn không có ma sát: ngay cả trong không gian vũ trụ ngoài xa, những hạt vật chất nhỏ xíu có thể tương tác, gây ra ma sát.

Hệ số ma sát

Hai vật rắn chuyển động với nhau chịu tác dụng của lực ma sát động. Trong trường hợp này, lực ma sát bằng một phần của lực vuông góc tác dụng giữa hai vật (phần đó được xác định bởi một con số gọi là hệ số ma sát, nó được xác định qua các thí nghiệm). Nói chung, lực ma sát độc lập với diện tích tiếp xúc và không phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của hai vật.

Lực ma sát còn tác dụng lên những vật đứng yên. Lực ma sát nghỉ giữ cho các vật khỏi chuyển động và thường có giá trị cao hơn lực ma sát chịu bởi hai vật đó khi chúng chuyển động tương đối với nhau. Lực ma sát nghỉ là cái giữ cho cái hộp trên một miếng ván nghiêng không trượt xuống phía dưới.

Ứng dụng của ma sát

Lực ma sát giữ một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình hằng ngày. Chẳng hạn, khi hai vật cọ xát lên nhau, lực ma sát làm cho một phần năng lượng chuyển động bị biến đổi thành nhiệt. Đó là nguyên nhân vì sao cọ xát hai que củi lên nhau cuối cùng sẽ tạo ra lửa.

Lực ma sát còn là nguyên nhân gây ăn mòn và xẻ rảnh trên bánh răng và những bộ phận cơ giới khác. Đó là nguyên do người ta sử dụng dầu bôi trơn, hay chất lỏng, để làm giảm ma sát – và giảm ăn màn và xẻ rảnh – giữa các bộ phận đang chuyển động.

Nguồn: LiveScience

"Nguồn Thuvienvatly.com"