Tại sao trên lốp ôtô, xe máy, xe đạp người ta phải xẻ rãnh?

VnDoc xin giới thiệu bài Tại sao trên lốp ôtô, xe máy, xe đạp người ta phải xẻ rãnh? được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 8. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Trắc nghiệm: Tại sao trên lốp ôtô, xe máy, xe đạp người ta phải xẻ rãnh?

1. Để trang trí cho bánh xe đẹp hơn
2. Để giảm diện tích tiếp xúc với mặt đất, giúp xe đi nhanh hơn
3. Để làm tăng ma sát giúp xe không bị trơn trượt
4. Để tiết kiệm vật liệu

Trả lời:

Đáp án đúng: C. Để làm tăng ma sát giúp xe không bị trơn trượt

Trên lốp ôtô, xe máy, xe đạp người ta phải xẻ rãnh để làm tăng ma sát giúp xe không bị trơn trượt

1. Ma sát là gì?

- Trong vật lý học, ma sát là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt. (Nói đơn giản là các lực cản trở chuyển động của một vật, tạo ra bởi những vật tiếp xúc với nó, được gọi là lực ma sát.)

- Lực ma sát làm chuyển hóa động năng của chuyển động tương đối giữa các bề mặt thành năng lượng ở dạng khác. Việc chuyển hóa năng lượng thường là do va chạm giữa phân tử của hai bề mặt gây ra chuyển động nhiệt hoặc thế năng dự trữ trong biến dạng của bề mặt hay chuyển động của các electron, được tích lũy một phần thành điện năng hay quang năng. Trong đa số trường hợp trong thực tế, động năng của các bề mặt được chuyển hóa chủ yếu thành nhiệt năng.

- Về bản chất vật lý, lực ma sát xuất hiện giữa các vật thể trong cuộc sống là lực điện từ, một trong các lực cơ bản của tự nhiên, giữa các phân tử, nguyên tử.

- Có thể xấp xỉ lực ma sát tỷ lệ với lực ép hai bề mặt lên nhau, áp lực F0 vuông góc với hai bề mặt và hệ số ma sát, k, giữa các vật liệu: F = F0.k

2. Phân loại lực ma sát

Lực ma sát gồm 3 loại chính là: ma sát trượt, ma sát nghỉ và ma sát lăn. Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về các loại lực ma sát trong phần dưới đây nhé!

* Lực ma sát trượt

- Đây là lực ma sát sinh ra khi vật chuyển động trượt trên một bề mặt. Khi đó, tại chỗ tiếp xúc, bề mặt tác dụng lên vật một lực ma sát trượt, làm cản trở vật chuyển động trên bề mặt.

- Qua khái niệm trên, chúng ta sẽ dễ dàng trả lời được câu hỏi lực ma sát trượt xuất hiện khi nào? Lực này sẽ xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc của vật khi nó chuyển động trượt trên một bề mặt.

- Độ lớn của lực ma sát trượt

+ Tỷ lệ với độ lớn của áp lực.

+ Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ di chuyển của vật.

+ Phụ thuộc vào tính chất vật liệu và tình trạng của 2 bề mặt tiếp xúc.

- Công thức tính

Fmst= t. N

Trong đó:

+ Fmst là ký hiệu độ lớn của lực ma sát trượt (N).

+ t là hệ số ma sát trượt.

+ N là phản lực (độ lớn áp lực) (N).

- Hệ số ma sát trượt

+ Đây là hệ số tỷ lệ giữa độ lớn của lực ma sát trượt và độ lớn của áp lực (hay còn gọi là phản lực).

+ Công thức:

t = Fmst. N

Hệ số t phụ thuộc vào tình trạng và vật liệu cấu thành hai mặt tiếp xúc.

- Đặc điểm của véc tơ lực ma sát trượt

+ Điểm đặt: Tại vật và sát hai mặt tiếp xúc.

+ Phương: Song song so với bề mặt mà vật tiếp xúc.

+ Chiều: Ngược chiều động tương đối so với bề mặt tiếp xúc.

* Lực ma sát nghỉ:

- Ma sát nghỉ còn có tên gọi khác là ma sát tĩnh. Khi ta tác dụng vào vật một lực song song với bề mặt tiếp xúc mà vật chưa di chuyển, thì mặt tiếp xúc đã tác dụng lên vật đó một lực ma sát nghỉ cân bằng với ngoại lực. Nói cách khác, lực ma sát nghỉ xuất hiện khi vật nằm yên trên bề mặt vật khác.

- Đặc điểm của lực ma sát nghỉ:

+ Điểm đặt lên vật (sát bề mặt tiếp xúc).

+ Phương song song với mặt tiếp xúc.

+ Chiều ngược chiều với lực (hợp lực) của ngoại lực (các ngoại lực và thành phần của ngoại lực song song với bề mặt tiếp xúc) hoặc chiều chuyển động của vật.

- Khi lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó thì vật sẽ trượt.

=> Fmsn. Fmsnmax = Fmst. Fmst

- Vai trò: Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực phát động giúp các vật chuyển động.

Khi đó: Lực ma sát nghỉ cực đại xấp xỉ bằng với lực ma sát trượt. Vì vậy, chúng ta có thể sử dụng công thức tính lực ma sát trượt để tính lực ma sát nghỉ cực đại (max).

* Lực ma sát lăn:

- Lực ma sát lăn là lực xuất hiện khi một vật nào đó lăn trên bề mặt vật khác và cản trở chuyển động lăn của vật.

- Lực ma sát lăn có độ lớn nhỏ hơn những lực ma sát động khác.

- Hệ số ma sát lăn có giá trị nhỏ hơn rất nhiều lần hệ số ma sát trượt. Giá trị của hệ số ma sát lăn thường là 0,001.

3. Vai trò và ứng dụng của lực ma sát

Vai trò

- Lực ma sát sẽ giữ cố định các vật thể trong không gian: ví dụ như giúp giữ đinh trên tường, khả năng giúp con người cầm nắm các vật thể.

- Lực ma sát giúp cho những vật di chuyển khi vào cua mà không bị trượt. Trường hợp lực ma sát quá nhỏ (bề mặt trơn nhẵn) người di chuyển có thể bị trượt ngã

- Ma sát có lợi tuy nhiên cũng có một số điểm bất lợi riêng. Ví dụ như phát sinh nhiệt và bào mòn bộ phận chuyển động khiến các bộ phận thiết bị bị hao mòn trong thời gian dài sử dụng.

Ứng dụng

- Lực ma sát sử dụng trong một số lĩnh vực như kỹ thuật đánh bóng, sơn mài,…

- Khi tìm hiểu lực ma sát xuất hiện khi nào? ta sẽ biết được hãm tốc độ phương tiện giao thông khi di chuyển.

- Thời tiền sử, nhiệt năng của ma sát dùng làm công cụ đánh lửa.

----------------------------------------

Như vậy chúng tôi đã giới thiệu các bạn tài liệu Tại sao trên lốp ôtô, xe máy, xe đạp người ta phải xẻ rãnh?. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Lý thuyết môn Vật lí lớp 8, Giải bài tập môn Vật lý lớp 8, Giải vở bài tập Vật Lý 8, Tài liệu học tập lớp 8, ngoài ra các bạn học sinh có thể tham khảo thêm đề học kì 1 lớp 8 và đề thi học kì 2 lớp 8 mới nhất được cập nhật.