Hệ số ma sát giữa các vật liệu

Hệ số ma sát không phải là một đại lượng có đơn vị, nó biểu thị tỉ số của lực ma sát nằm giữa hai vật trên lực tác dụng đồng thời lên chúng. Hệ số ma sát phụ thuộc vào chất liệu làm nên vật; ví dụ như, nước đá trên thép có hệ số ma sát thấp (hai vật liệu có thể trượt dễ dàng trên bề mặt của nhau), cao su trên mặt đường có hệ số ma sát lớn(hai loại vật liệu không thể dễ dàng trượt trên bề mặt của nhau). Các hệ số ma sát có thể nằm trong khoảng từ 0 cho tới một giá trị lớn hơn 1 trong điều kiện tốt, lốp xe trượt trên bê tông có thể tạo ra hệ số ma sát với giá trị là 1,7.

Bạn đang xem: Hệ số ma sát giữa các vật liệu

Lực ma sát luôn luôn có xu hướng chống lại chuyển động (đối với lực ma sát động) hoặc xu hướng chuyển động (đối với ma sát nghỉ) giữa hai bề mặt tiếp xúc nhau. Ví dụ như, một hòn đá trượt trên băng đã chịu tác dụng của lực ma sát động làm chậm nó lại. Một ví dụ về lực ma sát chống lại xu hướng chuyển động của vật, bánh xe của một chiếc xe đang tăng tốc chịu tác dụng của lực ma sát hướng vế phía trước; nếu không có nó bánh xe sẽ bị trượt ra phía sau. Chú ý rằng trong trường hợp này lực ma sát không chống lại chiều chuyển động của phương tiện mà nó chống lại xu hướng trượt trên đường của lốp xe.

Hệ số ma sát là một đại lượng mang tính thực nghiệm; nó được xác định ra trong quá trình thì nghiệm chứ không phải từ tính toán. Những bề mặt ráp có khả năng tạo nên những giá trị cao hơn cho hệ số ma sát. Hầu hết các vật liệu khô kết hợp với nhau cho ta hệ số ma sát nằm trong khoảng từ 0.3 đến 0.7. Các giá trị ngoài tầm này thường rất hiếm gặp, nhưng Teflon có thể có hệ số ma sát thấp với giá trị là 0,04. Hệ số ma sát có giá trị không chỉ xuất hiện trong trường hợp bay lên nhờ có từ trường. Cao su trên các mặt tiếp xúc khác thường có hệ số ma sát nằm trong khoảng 1,0 đến 2.0.

Một số hệ số ma sát

Vật liệu	Ma sát nghỉ	Ma sát trượt
Khô và sạch	Khô và sạch	Đã bôi trơn
Nhôm	0,61		0,47
Nhôm			1,5
Vàng			2,5
Bạch kim			3
Bạc			1,5
Gốm alumina				0,004 (ướt)
BAM (Hợp gốm AlMgB14)	0,04 – 0,05	0,02
Đồng thau	0,35-0,51	0,19	0,44
Gang	1,05		0,29
Gang	0,85		0,21
Bê tông	1	0,3 (ướt)	0,6-0,85	0,45-0,75 (ướt)
Bê tông	0,62
Đồng đỏ	0,68
Đồng đỏ	0,53		0,36
Kính	0,9-1		0,4
Hoạt dịch ổ khớp người		0,01		0,003
Băng	0,02-0,09
Polyethene	0,2	0,2
PTFE (Teflon)	0,04	0,04		0,04
Thép	0,03
Thép	0,04 - 0.2	0,04		0,04
Thép	0,74 - 0.80	0,16	0,42-0,62
Gỗ	0,2–0,6	0,2 (ướt)
Gỗ	0,25–0,5	0,2 (ướt)

Trong điều kiện nhất định, một số vật liệu có hệ số ma sát rất thấp. Ví dụ như graphite (nhiệt phân có trật tự cao) mà hệ số ma sát là dưới 0,01. Kiểu này được gọi là siêu trơn.

Cùng Top lời giải tìm hiểu Ma sát có ích hay có hại các em nhé!

Ma sát có ích hay có hại

1) Ma sát có lợi và cách tăng ma sát: Ma sát giữa bánh xe với mặt đường, giữa đế giày với mặt đất, ma sát khi ta cầm một vật là ma sát có lợi. Làm tăng ma sát bằng cách tăng áp lực, tăng độ nhám của mặt tiếp xúc ( cắt nhiều khía ở vỏ xe, đế giày, rải cát trên đường trơn)

2) Ma sát có hại và cách giảm ma sát: Ma sát ở trục bánh xe, trục máy, ma sát khi cần di chuyển một vật… là ma sát có hại. Muốn giảm ma sát thì tăng độ nhẵn của mặt tiếp xúc, bôi trơn bằng dầu mỡ, thay ma sát trượt bằng ma sát lăn (dùng các ổ bi)

Ma sát của lốp xe hơi

Các lốp xe ảnh hưởng đến sự an toàn của bạn đến mức nào khi bạn lái xe trên xa lộ? Yếu tố nào ngăn cho xe khỏi bị trượt và cho phép bạn kiểm soát xe khi bạn cua xe hay dừng lại? Ma sát làm được gì ở đây?

Bề mặt lốp xe đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo ma sát hay chống trượt. Trong điều kiện khô ráo, một lốp xe nhẵn sẽ tạo lực đẩy lớn hơn bởi vì diện tích tiếp xúc lớn hơn sẽ làm tăng lực ma sát. Vì vậy, lốp xe dùng cho xe đua trên các đường đua có bề mặt nhẵn không có khía.

Hệ số ma sát giữa các vật liệu" width="787">

Rủi thay, một lốp xe nhẵn tạo ra rất ít ma sát khi đường ướt bởi vì sự ma sát bị giảm đáng kể do có lớp nước rất mỏng bôi trơn giữa mặt đường và lốp xe. Lốp xe có bề mặt nhiều khía sẽ tạo nên các rãnh cho nước bị ép thoát ra được và cho phép lốp xe tiếp xúc trực tiếp với mặt đường. Một lốp xe có khía có hệ số ma sát khô và ướt là khoảng 0,7 và 0,4. Giá trị này nằm giữa khoảng giá trị rất lớn khi khô (0,9) và rất nhỏ khi ướt (0,1) đối với lốp xe nhẵn.

Lý thuyết ma sát cổ điển cần được sửa đổi cho lốp xe bởi vì cấu trúc mềm dẻo của chúng và độ dãn của cao su. Thay vì chỉ phụ thuộc hệ số ma sát giữa bề mặt đường và lốp xe (hệ số này quyết định bởi bản chất của mặt đường và cao su của lốp xe). Khả năng dừng tối đa cũng còn phụ thuôc vào độ bền của lốp xe với lực xé rách khi xe thắng gấp. Khi xe thắng gấp trên đường khô, lực ma sát tạo ra có thể lớn hơn sức bền của bề mặt lốp xe. Kết quả là thay vì chỉ bị trượt trên đường, cao su có thể bị xé rách. Rõ ràng độ bền chống lại xé rách sẽ phụ thuộc vào lớp bố cũng như hình dạng các khía.

Trọng lượng của xe được phân bố không đều trên diện tích tiếp xúc với mặt đường, tạo các vùng áp suất cao thấp khác nhau (giống như khi bạn đi bộ bằng dép mỏng trên sỏi). Độ bền chống xé rách sẽ lớn hơn ở vùng có áp suất cao hơn.

Hơn nữa, kích thước của diện tích tiếp xúc là rất quan trọng bởi vì lực đẩy là động hơn là tĩnh tức là nó thay đổi khi bánh xe lăn. Diện tích tiếp xúc càng lớn, lực đẩy càng lớn. Do đó, với cùng tải và trên cùng bề mặt khô, lốp xe rộng hơn sẽ có lực đẩy tốt hơn, làm xe có khả năng dừng tốt hơn.

Khi bạn đi mua lốp xe, hãy suy nghĩ về điều kiện thời tiết và chất lượng mặt đường, cũng như vận tốc bạn lái xe. Nếu bạn lái xe trên đường tốt, bạn chỉ cần lốp xe có khía vừa phải. Nếu bạn lái xe trên đường bùn hay tuyết, bạn cần lốp xe thiết kế cho các điều kiện này.

Xem thêm: Những Điều Cần Biết Về Cấu Trúc In Addition To Ving, In Addition

Xe đua chạy trên đường siêu tốc được trang bị lốp rộng, nhẵn gọi là “lốp tăng tốc”. Lốp xe đua trên đường khô có bề mặt tiếp xúc nhẵn. Lốp có khía được dùng phổ biến để tạo rãnh cho nước thoát ra khi chạy trên đường ướt. Bởi vì nếu không có khía, lốp xe đua không thể chạy trên đường ướt.