Công thức tính lực ma sát trượt và bài tập có lời giải từ A – Z

Ở chuyên mục vật lý hôm nay, THPT CHUYÊN LAM SƠN sẽ chia sẻ tới các bạn lý thuyết lực ma sát trượt là gì? Công thức tính lực ma sát trượt và bài tập có lời giải chi tiết từ A – Z trong bài viết dưới đây để các bạn cùng tham khảo nhé

Nội Dung

Lực ma sát trượt là gì?

Lực ma sát trượt là lực ma sát sinh ra khi một vật chuyển động trượt trên một bề mặt, thì bề mặt tác dụng lên vật tại chỗ tiếp xúc một lực ma sát trượt, cản trở chuyển động của vật trên bề mặt đó.

Đặc điểm của lực ma sát trượt

Điểm đặt lên vật sát bề mặt tiếp xúc.
Phương song song với bề mặt tiếp xúc.
Chiều ngược chiều với chiều chuyển động tương đối so với bề mặt tiếp xúc.
Độ lớn: F_mst = μ_t N ; N: Độ lớn áp lực( phản lực)

Độ lớn của lực ma sát trượt có đặc điểm gì, phụ thuộc vào yếu tố nào?

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 2 mặt tiếp xúc.

Hệ số ma sát trượt

Hệ số ma sát trượt là hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của lực ma sát trượt và độ lớn của áp lực.
Ký hiệu của hệ số ma sát trượt là: μ_t, được đọc là muy t.
Hệ số ma sát trượt μt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.

Công thức tính lực ma sát trượt

Lực ma sát trượt được tính bằng tích của hệ số ma sát trượt và độ lớn của áp lực.

F_mst = µ_t.N

Trong đó:

F_mst: là độ lớn của lực ma sát trượt (N)
µ_t: là hệ số ma sát trượt
N: là độ lớn áp lực (phản lực) (N)

Tham khảo thêm: Biểu diễn lực là gì? Các dạng bài tập có lời giải chính xác 100%

Bài tập tính lực ma sát trượt có lời giải

Ví dụ 1: Quyển sách nằm yên trên mặt bàn nằm ngang có chịu lực ma sát nghỉ hay không?

Lời giải

Quyển sách nằm yên trên mặt bàn không chịu lực ma sát nghỉ. Trường hợp này trọng lực cân bằng với phản lực của mặt bàn.

Ví dụ 2: Một vật khối lượng m = 1 kg được kéo chuyển động trượt theo phương nằm ngang bởi lực F^→ hợp với phương ngang một góc 30°. Độ lớn F = 2 N. Sau khi bắt đầu chuyển động được 2s, vật đi được quãng đường 1,66 m. Cho g = 10 m/s². Tính hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn

Lời giải

Chọn chiều dương như hình vẽ, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động

Áp dụng định luật II Newton:

F_ms^→ + P^→ + N^→ + F₁^→ + F₂^→ = m.a^→

Chiếu phương trình lên chiều dương phương ngang, ta có:

– F_ms + F₂ = ma (1)

Chiếu phương trình lên chiều dương phương thẳng đứng, ta có:

N + F₁ = P

⇒ N = mg – F.sin30°

⇒ phương trình (1) trở thành: – μ( mg – F.sin30° ) + F.cos30° = ma (2)

Lại có:

Thay vào phương trình (2):

– μ(1.10 – 2.sin30°) + 2.cos30° = 1.0,83

⇒ μ = 0,1

Ví dụ 3: Một vận động viên môn hốc cây (môn khúc quân cầu) dùng gậy gạt quả bóng để truyền cho nó một tốc độ đầu 10 m/s. Hệ số ma sát trượt giữa quả bóng và mặt băng là 0,10. Lấy g = 9,8 m/s². Hỏi quả bóng đi được một đoạn đường bao nhiêu thì dừng lại?

Lời giải

Chọn chiều chuyển động của quả bóng là chiều dương.

Trong quá trình chuyển động, bóng chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực P, phản lực N và lực ma sát Fms.

Áp dụng định luật II Newton ta có:

P^→ + N^→ + F_ms^→= ma^→ (*)

Chiếu (∗) lên phương chuyển động ta có:

-F_ms = ma ⇒ -μmg = ma ⇒ a = -μg = -0,1. 9,8 = -0,98(m/s)

Quãng đường quả bóng lăn là: