Lực ma sát

A - đúng

B, C, D - sai

Lực ma sát nghỉ \(({\overrightarrow F _{m{\rm{s}}n}})\) chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Ngoại lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát.

A - sai vì: Lực ma sát nghỉ có giá luôn nằm trong mặt tiếp xúc giữa hai vật

B - sai vì: Lực ma sát nghỉ có chiều ngược chiều với ngoại lực

C - đúng

D - sai vì: Độ lớn của lực ma sát nghỉ\({F_{m{\rm{s}}n}} \le {\mu _n}N\)

Lực ma sát trượt \(({\overrightarrow F _{m{\rm{st}}}})\) xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi hai vật trượt trên bề mặt của nhau.

A, B, C - đúng

D - sai vì: \({\mu _t}\) hầu như không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc mà phụ thuộc vào tính chất của các mặt tiếp xúc (có nhẵn hay không, làm bằng vật liệu gì)

A - sai vì: trong một số trường hợp \({\mu _t} \approx {\mu _n}\)

B - đúng

C - sai vì hệ số ma sát trượt không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc mà phụ thuộc vào tính chất của mặt tiếp xúc

D - sai

Khi tốc độ của vật tăng thì hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng luôn không đổi

Lực ma sát trượt: \({F_{m{\rm{st}}}} = {\mu _t}N\)=>  phụ thuộc vào độ lớn của áp lực

Biểu thức xác định của lực ma sát trượt là: \({F_{m{\rm{s}}t}} = {\mu _t}N\)

Lực tác dụng vào người làm người đó chuyển động về phía trước khi người đó kéo một thùng hàng chuyển động là lực mà mặt đất tác dụng vào bàn chân người kéo.

Khi một vật lăn trên mặt một vật khác, lực ma sát lăn xuất hiện ở chỗ tiếp xúc giữa hai vật và có tác dụng cản trở sự lăn đó

A, B, D - đúng

C - sai vì: Lực ma sát lăn cũng tỉ lệ với áp lực N giống như ma sát trượt nhưng hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần.

Ta có, lực ma sát nghỉ có chiều ngược chiều với ngoại lực hay chính là ngược chiều với vận tốc của vật

Ta có, toa tàu chuyển động thẳng đều => tổng các lực tác dụng lên toa tàu bằng 0

\(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{m{\rm{s}}}}}  = \overrightarrow 0 \) hay

\(\begin{array}{l}F = {F_{m{\rm{s}}}} \leftrightarrow F = \mu mg\\ \to \mu  = \frac{F}{{mg}} = \frac{{{{6.10}^4}}}{{80000.10}} = 0,075\end{array}\)

Ta có, áp lực do xe tác dụng lên mặt đường chính bằng trọng lượng của xe

\(N = P = mg\)

\({F_{m{\rm{s}}}} = \mu N = \mu mg = 0,2.5000.10 = 10000N\)

+ Các lực tác dụng lên xe gồm: Lực kéo \(\left( {\overrightarrow F } \right)\), lực ma sát \(\left( {\overrightarrow {{F_{m{\rm{s}}}}} } \right)\), trọng lực \(\left( {\overrightarrow P } \right)\), phản lực \(\left( {\overrightarrow N } \right)\)

+ Áp dụng định luật II-Niutơn, ta có: \(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{m{\rm{s}}}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m\overrightarrow a \)

Chọn chiều dương trùng chiều chuyển động

Chiếu theo các phương ta được:

- Theo phương Oy: \(P = N\)

- Theo phương Ox: \(F - {F_{m{\rm{s}}}} = ma\)

\(\begin{array}{l} \to F = ma + {F_{m{\rm{s}}}} = ma + \mu N\\ \to F = ma + \mu mg = 5000.0,3 + 0,02.10.5000\\ = 2500N\end{array}\)

- Khi xe trượt trên đường ray, có 3 lực tác dụng lên xe:

+ Trọng lực: \(\overrightarrow P \)

+ Lực của đường ray: \(\overrightarrow Q \)

+ Lực ma sát trượt: \({\overrightarrow F _{_{mst}}}\)

- Theo định luật II Niutơn:

\(\overrightarrow P  + \overrightarrow Q  + {\overrightarrow F _{_{mst}}} = m\overrightarrow a \)

Mà: \(\overrightarrow P  + \overrightarrow Q  = \overrightarrow 0 \)

Nên: \({\overrightarrow F _{_{mst}}} = m\overrightarrow a \) (*)

- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe.

\( - {F_{mst}} = ma\)

\( \Leftrightarrow  - {\mu _t}mg = ma\)

\( \Rightarrow a =  - {\mu _t}g =  - 0,2.9,8 =  - 1,96{\rm{ m/}}{{\rm{s}}^2}\)

- Quãng đường xe đi thêm được:

\({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}} = \frac{{{0^2} - {{10}^2}}}{{2.( - 1,96)}} = 25,51{\rm{ m}}\)

+ Khi vật trượt trên đường nằm ngang, có 3 lực tác dụng lên vật: \(\overrightarrow P \); \(\overrightarrow Q \) và \({\overrightarrow F _{mst}}\)

Theo định luật II Niutơn:

\(\overrightarrow P  + \overrightarrow Q  + {\overrightarrow F _{mst}} = m\overrightarrow a \)

Mà: \(\overrightarrow P  + \overrightarrow Q  = \overrightarrow 0 \)

Nên: \({\overrightarrow F _{mst}} = m\overrightarrow a \)

+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

\( - {F_{mst}} = ma\)

Theo đề bài: \({F_{mst}} = 0,06P = 0,06mg\)

\( \Rightarrow  - 0,06mg = ma\)

\( \Rightarrow a =  - 0,06g =  - 0,06.10 =  - 0,6{\rm{ m/}}{{\rm{s}}^2}\)

+ Mặt khác:

\({v^2} - v_0^2 = 2as\)

Khi vật dừng lại thì \(v = 0\)

\( \Rightarrow  - v_0^2 = 2.( - 0,6).48 =  - 57,6\)

\({v_0} = \sqrt {57,6}  = 7,6{\rm{ m/s}}\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng.

Bóng chuyển động chậm dần đều dưới tác dụng của lực ma sát nên theo định luât II Niuton ta có:

\(\overrightarrow {{F_{ms}}}  = m\overrightarrow a \,\,\,\left( * \right)\)

Chiếu (*) lên phương chuyển động ta có:

\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = ma \Leftrightarrow  - \mu N = ma \Leftrightarrow  - \mu mg = ma\\ \Rightarrow a =  - \mu g =  - 0,1.9,8 =  - 0,98m/{s^2}\end{array}\)

Áp dụng công thức liên hệ giữa s, v và a ta có:

 \({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \dfrac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}} = \dfrac{{{0^2} - {{10}^2}}}{{2.\left( { - 0,98} \right)}} = 51m\)

Các lực tác dụng vào vật: trọng lực \(\overrightarrow P \); phản lực \(\overrightarrow Q \); lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \)

Biểu diễn các lực tác dụng lên vật như hình vẽ:

Để vật trượt trên tấm ván thì:

 \({P_1} \ge {F_{ms}} \Leftrightarrow {P_1} \ge \mu N \Leftrightarrow P.\sin \alpha  \ge \mu P.\cos \alpha  \Rightarrow \dfrac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} \ge \mu  \Leftrightarrow \tan \alpha  \ge 0,577 \Rightarrow \alpha  \ge {30^0}\)