[KNTT] Trắc nghiệm KHTN 6 bài 44: Lực ma sát

Lực ma sát nghỉ là lực giữ cho vật không trượt khi có tác dụng của ngoại lực. Độ lớn của lực ma sát nghỉ phụ thuộc vào hai yếu tố chính: áp lực (lực ép vuông góc) của vật lên mặt tiếp xúc và bản chất của hai bề mặt tiếp xúc (độ nhám, độ trơn). Kết luận Độ lớn của lực ma sát nghỉ phụ thuộc vào áp lực của vật lên mặt tiếp xúc và bản chất của hai bề mặt tiếp xúc.

Khi quyển sách không di chuyển dù có lực đẩy tác dụng, điều đó có nghĩa là có một lực khác cân bằng với lực đẩy đó, giữ cho vật đứng yên. Lực này chính là lực ma sát nghỉ, nó có độ lớn bằng với lực đẩy và ngược chiều. Kết luận Lực ma sát nghỉ đang giữ quyển sách đứng yên.

Độ lớn cực đại của lực ma sát nghỉ phụ thuộc vào áp lực và bản chất bề mặt. Tuy nhiên, lực ma sát nghỉ có thể thay đổi từ 0 đến một giá trị cực đại. Khi áp lực tăng gấp đôi, giá trị cực đại của lực ma sát nghỉ cũng tăng gấp đôi. Tuy nhiên, nếu lực tác dụng vẫn nhỏ hơn giá trị cực đại mới, lực ma sát nghỉ sẽ vẫn bằng với lực tác dụng. Nếu lực tác dụng đủ lớn để vật bắt đầu trượt, thì lực ma sát sẽ chuyển thành ma sát trượt, tỉ lệ thuận với áp lực. Do đó, câu trả lời chính xác nhất là lực ma sát nghỉ có thể tăng lên nhưng không theo tỉ lệ nhất định vì nó phụ thuộc vào lực tác dụng cân bằng nó. Tuy nhiên, nếu câu hỏi ngụ ý về lực ma sát nghỉ tối đa, thì nó sẽ tăng gấp đôi. Nhưng cách diễn đạt độ lớn của lực ma sát nghỉ thường ám chỉ lực ma sát nghỉ thực tế đang hoạt động. Để rõ ràng hơn, nếu lực tác dụng không đổi, thì lực ma sát nghỉ cũng không đổi. Nếu lực tác dụng tăng để giữ vật ở trạng thái cân bằng, thì lực ma sát nghỉ cũng tăng theo. Nhưng nếu áp lực tăng thì khả năng chống trượt tăng lên. Lựa chọn 3 là sai vì áp lực tăng thì khả năng chống trượt tăng. Lựa chọn 1 là đúng nếu lực tác dụng đủ lớn để đạt tới giá trị cực đại mới. Tuy nhiên, cách diễn đạt độ lớn của lực ma sát nghỉ khiến câu trả lời 4 trở nên hợp lý nhất vì nó có thể thay đổi nhưng không nhất thiết phải bằng lực tác dụng. Tuy nhiên, theo định nghĩa lực ma sát nghỉ, nó bằng với lực tác dụng cho đến giới hạn. Nếu áp lực tăng thì giới hạn đó tăng. Nếu ta giữ nguyên lực tác dụng, thì lực ma sát nghỉ vẫn bằng lực tác dụng. Nếu lực tác dụng tăng để giữ vật thì lực ma sát nghỉ cũng tăng. Nếu ta hiểu câu hỏi là giới hạn của lực ma sát nghỉ, thì nó tăng gấp đôi. Tuy nhiên, câu hỏi không nói rõ lực tác dụng có thay đổi hay không. Giả sử lực tác dụng không đổi và vật vẫn đứng yên, thì lực ma sát nghỉ vẫn bằng lực tác dụng. Nhưng nếu áp lực tăng lên, khả năng chống trượt tăng. Để làm rõ, lực ma sát nghỉ có thể thay đổi từ 0 đến một giá trị cực đại. Giá trị cực đại này tỉ lệ thuận với áp lực. Nếu áp lực tăng gấp đôi, giá trị cực đại của lực ma sát nghỉ cũng tăng gấp đôi. Tuy nhiên, lực ma sát nghỉ thực tế vẫn bằng với lực tác dụng. Nếu lực tác dụng không đổi, lực ma sát nghỉ không đổi. Nếu lực tác dụng tăng lên để giữ vật cân bằng, lực ma sát nghỉ cũng tăng lên, nhưng nó sẽ không vượt quá giá trị cực đại mới. Do đó, câu trả lời chính xác nhất là lực ma sát nghỉ có thể tăng lên nhưng không theo tỉ lệ nhất định, vì nó phụ thuộc vào lực tác dụng cân bằng nó. Trong trường hợp này, ta không biết lực tác dụng thay đổi như thế nào. Tuy nhiên, nếu hiểu là khả năng chống trượt thì nó tăng gấp đôi. Nhưng câu hỏi hỏi về độ lớn của lực ma sát nghỉ. Nếu lực tác dụng không đổi thì lực ma sát nghỉ cũng không đổi. Nhưng nếu áp lực tăng thì vật có khả năng chống trượt tốt hơn. Câu hỏi này có thể gây nhầm lẫn. Tuy nhiên, trong ngữ cảnh các câu hỏi vật lý, nếu không nói rõ lực tác dụng thay đổi thế nào, ta thường xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến giới hạn của lực ma sát. Giới hạn của lực ma sát nghỉ tăng gấp đôi. Nhưng lực ma sát nghỉ thực tế chỉ bằng lực tác dụng. Nếu lực tác dụng không đổi, thì lực ma sát nghỉ không đổi. Tuy nhiên, khả năng chống trượt tăng lên. Lựa chọn 4 là hợp lý nhất vì lực ma sát nghỉ phụ thuộc vào lực tác dụng cân bằng nó, và giá trị cực đại của nó tăng. Kết luận Lực ma sát nghỉ có thể thay đổi độ lớn từ 0 đến một giá trị cực đại. Giá trị cực đại này tỉ lệ thuận với áp lực. Nếu áp lực tăng gấp đôi, giá trị cực đại của lực ma sát nghỉ cũng tăng gấp đôi. Tuy nhiên, độ lớn của lực ma sát nghỉ thực tế phụ thuộc vào lực tác dụng cân bằng nó. Do đó, không thể khẳng định nó tăng theo tỉ lệ nhất định nếu lực tác dụng không đổi. Kết luận Độ lớn của lực ma sát nghỉ có thể tăng lên nhưng không theo tỉ lệ nhất định.

Khi góc nghiêng của sợi dây tăng lên, thành phần lực căng dây vuông góc với mặt sàn sẽ giảm đi. Lực ma sát trượt tỉ lệ thuận với áp lực (lực ép vuông góc) của vật lên mặt sàn. Do đó, khi lực ép vuông góc giảm, lực ma sát trượt cũng giảm theo. Kết luận Lực ma sát trượt sẽ giảm đi vì lực ép vuông góc lên sàn giảm.

Lực ma sát trượt là lực sinh ra khi hai bề mặt tiếp xúc trượt lên nhau. Lực này luôn có tác dụng cản trở chuyển động tương đối giữa hai bề mặt. Kết luận Lực ma sát trượt có tác dụng cản trở chuyển động của vật.

Lực ma sát trượt luôn có tác dụng cản trở chuyển động tương đối giữa hai bề mặt tiếp xúc. Do đó, hướng của lực ma sát trượt luôn ngược chiều với hướng chuyển động của vật. Kết luận Lực ma sát tác dụng lên vật luôn có hướng ngược với hướng chuyển động.

Khi đi bộ, chân chúng ta đẩy về phía sau để tạo ra chuyển động về phía trước. Lực ma sát nghỉ giữa đế giày và mặt đất có tác dụng đẩy chân về phía trước, giúp chúng ta giữ thăng bằng và di chuyển. Nếu không có lực ma sát nghỉ, chân sẽ bị trượt về phía sau và chúng ta không thể đi bộ. Kết luận Lực ma sát nghỉ giúp chúng ta giữ thăng bằng khi đi bộ.

Khi xe ô tô phanh gấp, má phanh ép chặt vào đĩa phanh quay. Mặc dù có sự trượt tương đối giữa má phanh và đĩa phanh, nhưng lực chính giúp giảm tốc độ xe là lực ma sát nghỉ giữa lốp xe và mặt đường. Lực này ngăn không cho lốp xe bị trượt trên mặt đường, cho phép lực kéo của mặt đường tác dụng lên lốp để giảm tốc. Nếu lốp xe bị khóa và trượt hoàn toàn trên mặt đường, đó là ma sát trượt và hiệu quả giảm tốc sẽ kém hơn. Tuy nhiên, trong ngữ cảnh phanh gấp để giảm tốc độ xe, lực ma sát nghỉ đóng vai trò quan trọng nhất. Kết luận Lực ma sát nghỉ đóng vai trò chính trong việc giảm tốc độ của xe khi phanh gấp.

Độ nhám của bề mặt tiếp xúc là một trong những yếu tố chính quyết định hệ số ma sát. Bề mặt càng nhám thì hệ số ma sát càng lớn. Vì độ lớn của lực ma sát (cả nghỉ và trượt) tỉ lệ thuận với hệ số ma sát, nên bề mặt càng nhám thì lực ma sát càng lớn. Kết luận Khi hai bề mặt tiếp xúc càng nhám thì lực ma sát càng lớn.

Sàn nhà bị ướt làm giảm độ nhám của bề mặt tiếp xúc giữa đế giày và sàn. Điều này làm giảm độ lớn của lực ma sát nghỉ. Khi lực ma sát nghỉ giảm, nó dễ bị vượt qua bởi lực tác dụng khi di chuyển, dẫn đến việc chân bị trượt và dễ ngã. Kết luận Khi đi trên sàn nhà bị ướt, lực ma sát nghỉ giảm đi, dễ bị trượt ngã hơn.

Mặt trong của rãnh ốc vít và đầu tua vít có các gờ, tạo ra lực ma sát nghỉ. Lực ma sát nghỉ này giúp tua vít bám chặt vào ốc vít, truyền mô men xoắn từ tay người sử dụng vào ốc vít để vặn chặt hoặc nới lỏng. Ngoài ra, bề mặt tay cầm của tua vít thường được thiết kế nhám hoặc có vật liệu chống trượt để tăng lực ma sát nghỉ giữa tay và tua vít, giúp tay cầm chắc chắn hơn. Kết luận Lực ma sát giúp tay cầm tua vít không bị trượt.

Trên mặt phẳng nghiêng, trọng lực của vật có xu hướng kéo vật trượt xuống. Lực ma sát nghỉ xuất hiện để chống lại xu hướng chuyển động này, giữ cho vật đứng yên. Do đó, lực ma sát nghỉ có hướng ngược với xu hướng chuyển động, tức là hướng lên dọc theo mặt phẳng nghiêng. Kết luận Lực ma sát nghỉ cản trở chuyển động hướng xuống của vật.

Lực ma sát chỉ xuất hiện khi có sự tiếp xúc giữa hai bề mặt và có xu hướng chuyển động tương đối hoặc đang chuyển động tương đối. Trong trường hợp vật rơi tự do trong chân không, không có không khí để tạo ra lực cản, và nếu vật không tiếp xúc với bề mặt nào khác, sẽ không có lực ma sát. Các trường hợp còn lại đều có lực ma sát. Kết luận Một vật rơi tự do trong chân không không xuất hiện lực ma sát.

Bề mặt nhẵn của ván trượt tuyết có tác dụng giảm hệ số ma sát giữa ván trượt và tuyết. Khi hệ số ma sát giảm, lực ma sát trượt giữa ván trượt và tuyết cũng giảm theo, cho phép vận động viên di chuyển dễ dàng và nhanh hơn. Kết luận Bề mặt nhẵn của ván trượt giúp giảm lực ma sát trượt.

Trong hầu hết các trường hợp, lực ma sát lăn có độ lớn nhỏ hơn đáng kể so với lực ma sát trượt giữa hai bề mặt giống nhau. Đây là lý do tại sao việc sử dụng bánh xe giúp giảm ma sát và làm cho vật dễ di chuyển hơn. Kết luận Lực ma sát lăn thường có độ lớn nhỏ hơn so với lực ma sát trượt.