Ma sát tĩnh là gì?

Ma sát tĩnh là một lực chống lại chuyển động của hai đối tượng với nhau khi các đối tượng ban đầu được nghỉ ngơi.Một ví dụ đơn giản là một khối gỗ ngồi trên đoạn đường nối mdash;Một lực cần được áp dụng để làm cho khối trượt xuống đoạn đường nối.Một thuật ngữ khác, ma sát động học, áp dụng cho lực lượng phản đối các đối tượng đã di chuyển với nhau.Sức mạnh của các lực này có thể được tính toán và được gọi là hệ số ma sát.Trong các tình huống thực tế, hệ số ma sát tĩnh gần như luôn luôn được tìm thấy lớn hơn so với động học, nhưng trong các thí nghiệm được kiểm soát cẩn thận, trong đó các bề mặt của các vật thể đã được làm sạch hoàn toàn, khi lực áp dụng cho một vật thể trên bề mặt tăng lên, lực ma sát tĩnh ban đầu sẽ tăng lên để khớp với nó, để đối tượng không di chuyển.Tuy nhiên, sau một điểm nhất định, đối tượng sẽ bắt đầu di chuyển và tại thời điểm này, lực ma sát sẽ giảm, do đó cần ít lực hơn để giữ cho đối tượng di chuyển.Ví dụ, lực ma sát có thể khớp với lực ứng dụng lên tới 50 Newton MDash;Lực được đo bằng Newtons (N) Mdash;Nhưng sau đó, nó có thể giảm xuống còn 40 N. Do đó, một lực chỉ hơn 50 N được yêu cầu để có được đối tượng di chuyển, nhưng sau đó, chỉ hơn 40 N sẽ đủ.cho bất kỳ vật liệu rắn hoặc cặp vật liệu.Do đó, một giá trị hệ số có thể áp dụng cho gỗ trên gỗ, thép trên thép hoặc thép trên gỗ.Một cách tính toán giá trị cho một cặp vật liệu là đặt một khối của một vật liệu trên một đoạn đường nối được làm từ cái khác mdash;Đối với một vật liệu duy nhất, khối và đường dốc sẽ được làm bằng cùng một chất.Độ dốc trên đoạn đường nối dần tăng lên, cho đến khi khối trượt xuống.Góc mà điều này xảy ra sau đó có thể được sử dụng để tính toán hệ số ma sát tĩnh. Hệ số, khi được sử dụng trong các công thức và phương trình, được đưa ra ký hiệu #956; mdash;Thư Hy Lạp MU.Một chỉ số thường được sử dụng để phân biệt hai: #956; s chỉ ra ma sát tĩnh, trong khi #956;

k

có nghĩa là ma sát động học.Ví dụ: #956;

s

cho thép trên thép là 0,74, trong khi #956;

K cho vật liệu này là 0,57.Các giá trị này là cho các tình huống thực tế điển hình, và có thể thay đổi một chút, tùy thuộc vào hoàn cảnh.Vì giá trị #956; s có thể bị ảnh hưởng bởi sự bất thường về bề mặt, bụi bẩn và dấu vết của các chất khác, giá trị #956;

k được coi là chính xác hơn và là một hệ số đơn giảnCần ma sát.Ngay cả khi được làm mịn, các vật liệu khác nhau sẽ thay đổi về các chi tiết tốt của bề mặt của chúng.Về mặt thực tế, không có bề mặt nào là hoàn toàn mịn, nhưng một số sẽ có sự bất thường lớn hơn so với những người khác.Sự khác biệt là rõ ràng, trong một số trường hợp: ví dụ, một tấm lụa có kết cấu rất mịn, tạo ra ít ma sát hơn, trong khi một con đường nhựa đường khô là thô, tạo ra nhiều khả năng chống chuyển động hơn.Các yếu tố khác bao gồm thu hút tĩnh điện và các loại liên kết hóa học yếu có thể hình thành giữa các bề mặt. Ví dụ

Nhiều người quen thuộc với ma sát tĩnh, vì chúng gặp phải nó trên cơ sở gần như hàng ngày;Ví dụ, nó đang hoạt động khi ai đó trượt một cuốn sách qua bàn.Ban đầu, một lượng nhỏ lực lượng cần phải được tác động để có được cuốn sách để di chuyển, nhưng một khi nó đang di chuyển, ma sát động học xuất hiện, và sẽ ít nỗ lực hơn để di chuyển nó.Lượng lực cần thiết có thể thay đổi tùy theo hoàn cảnh.Ví dụ: nếu một cuốn sách có bìa thư viện trên đó và nó bị ẩm, cuốn sách ướt sẽQuire nhiều lực hơn để di chuyển, trong khi một cuốn sách bìa mềm hoàn toàn mới có thể trượt rất dễ dàng trên một bàn gỗ khô với bề mặt được biến đổi. Các bảng của các hệ số ma sát tĩnh và động học có sẵn cho nhiều vật liệu và kết hợp phổ biến của chúng.Giá trị cao hơn cho thấy ma sát lớn hơn, do đó cần nhiều lực hơn để gây ra chuyển động.Ví dụ: #956;

s

cho nhôm trên nhôm là 1,05 - 1,35, rất cao, trong khi giá trị của polytetrafluoroetylen (PTFE) trên PTFE là 0,04, cực kỳ thấp và làm cho nó rất trơn trượt.Thật khó để đẩy một chiếc xe dừng lại chuyển động vì ma sát có chủ ý giữa lốp xe và mặt đất;Điều này cho phép người lái điều khiển nhiều hơn và làm cho chiếc xe ít có khả năng trượt. Tính khoảng cách phanh Một ví dụ về ứng dụng ma sát tĩnh là tính toán khoảng cách phá vỡ cho một chiếc xe ở tốc độ nhất định và trong điều kiện cụ thể.Trong những trường hợp bình thường, khi lốp xe đang quay trên đường, tĩnh, thay vì động học, ma sát, áp dụng.#956; đối với lốp khô trên đường khô là khoảng 1,00, trong khi giá trị của lốp xe ướt trên đường ướt chỉ là 0,2 mdash;Điều này có nghĩa là khoảng cách phá vỡ sẽ lớn hơn năm lần trong điều kiện ẩm ướt.Trong điều kiện khô ráo, một chiếc ô tô di chuyển với tốc độ 31 dặm một giờ (50 kph) có khoảng cách phanh 33 feet (10 mét), trong khi trong điều kiện ẩm ướt, khoảng cách phanh sẽ là 164 feet (50 mét).Khi lốp xe trượt, thay vì lăn, dọc theo bề mặt mdash;như có thể là trường hợp trong điều kiện băng giá mdash;Đó là ma sát động học rất quan trọng.