phân biệt lực ma sát trượt và lực ma sát nghỉ cho ví dụ minh họa

Lực ma sát trượt và lực ma sát nghỉ là hai loại lực ma sát khác nhau, xuất hiện trong các tình huống khác nhau và có những đặc điểm riêng biệt. Dưới đây là sự phân biệt và ví dụ minh họa:

1. Lực ma sát nghỉ (Static Friction):

Định nghĩa: Lực ma sát nghỉ là lực xuất hiện giữa hai bề mặt tiếp xúc khi chúng có xu hướng trượt lên nhau nhưng chưa xảy ra sự trượt thực sự. Lực này có tác dụng giữ cho vật đứng yên, chống lại ngoại lực tác dụng có xu hướng làm vật chuyển động.
Đặc điểm:
Hướng: Ngược hướng với xu hướng chuyển động tương đối của hai bề mặt.
Độ lớn: Có độ lớn thay đổi theo độ lớn của ngoại lực tác dụng, nhưng luôn nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị cực đại nhất định (lực ma sát nghỉ cực đại).
Xuất hiện: Khi có ngoại lực tác dụng lên vật đang đứng yên trên một bề mặt, nhưng ngoại lực này chưa đủ lớn để thắng được lực ma sát nghỉ cực đại.
Biến mất: Khi ngoại lực vượt quá lực ma sát nghỉ cực đại, vật bắt đầu trượt và lực ma sát nghỉ chuyển thành lực ma sát trượt.
Ví dụ minh họa:
Một chiếc hộp đặt trên sàn nhà. Khi bạn tác dụng một lực đẩy nhẹ vào hộp nhưng hộp vẫn không di chuyển, đó là do lực ma sát nghỉ giữa hộp và sàn nhà đang cân bằng với lực đẩy của bạn.
Một chiếc xe ô tô đang đỗ trên dốc. Lực ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường giữ cho xe không bị trượt xuống.
Khi bạn cố gắng đẩy một vật nặng nhưng không thể làm nó di chuyển ngay lập tức, bạn đang phải vượt qua lực ma sát nghỉ cực đại.
Bàn chân của bạn không bị trượt khi bạn đi bộ trên mặt đất là nhờ lực ma sát nghỉ giữa giày và mặt đất.
2. Lực ma sát trượt (Kinetic Friction or Sliding Friction):

Định nghĩa: Lực ma sát trượt là lực xuất hiện giữa hai bề mặt tiếp xúc khi chúng đang trượt lên nhau. Lực này có tác dụng cản trở chuyển động tương đối giữa hai bề mặt.
Đặc điểm:
Hướng: Ngược hướng với hướng chuyển động tương đối của vật đang trượt.
Độ lớn: Thường có độ lớn nhỏ hơn lực ma sát nghỉ cực đại và thường được coi là không đổi (hoặc ít thay đổi) khi vận tốc trượt không quá lớn. Độ lớn của lực ma sát trượt tỉ lệ thuận với lực ép vuông góc giữa hai bề mặt (lực pháp tuyến).
Xuất hiện: Khi một vật đang di chuyển và tiếp xúc với một bề mặt khác.
Ví dụ minh họa:
Một chiếc hộp đang được kéo trượt trên sàn nhà. Lực ma sát trượt giữa hộp và sàn nhà cản trở chuyển động của hộp.
Khi bạn trượt băng, có lực ma sát trượt giữa lưỡi giày trượt và mặt băng, làm giảm dần tốc độ của bạn.
Khi bạn phanh xe đạp, má phanh ép vào vành bánh xe tạo ra lực ma sát trượt, làm xe dừng lại.
Viết phấn trên bảng tạo ra lực ma sát trượt giữa viên phấn và mặt bảng.
Tóm tắt sự khác biệt:

Đặc điểm Lực ma sát nghỉ Lực ma sát trượt
Trạng thái vật Vật có xu hướng chuyển động nhưng đang đứng yên Vật đang chuyển động trượt trên bề mặt khác
Hướng Ngược hướng xu hướng chuyển động Ngược hướng chuyển động thực tế
Độ lớn Thay đổi theo ngoại lực, có giá trị cực đại Thường coi là không đổi, nhỏ hơn ma sát nghỉ cực đại
Mục đích Giữ cho vật đứng yên Cản trở chuyển động