LỰC MA SÁT A. KIẾN THÚC TRỌNG TÂM Lực ma sát trượt : Lực ma sát trượt sinh ra khi một vật trượt trên bê' mặt của vật khác. Ví dụ : Lực ma sát trượt xuất hiện khi hãm chuyển động của người trượt patanh hay mài nhẵn bóng các mặt kim loại. Lực ma sát lăn : Lực ma sát lăn sinh ra khỉ một vật lăn trên bề mặt của vật khác. Ví dụ : Ôtô đang chạy bị tắt máy, hay cánh quạt trần đang quay thì bị mất điện... sẽ chuyển động chậm dần rồi dừng lại là do có sự xuất hiện của lực ma sát lăn. Lưu ỷ : Cường độ của lực ma sát lãn nhỏ hơn của lực ma sát trượt rất nhiều lần. Lực ma sát nghỉ : Lực ma sát nghỉ giữ cho vật không trượt khi vật bị tác dụng của lực khác. Ví dự : Người và một số động vật có thể đi lại được hoặc cầm nắm được các vật nặng là nhờ có sự xuất hiện của lực ma sát nghi. Lưu ỷ : Cường độ của lực ma sát nghỉ thay đổi tuỳ theo lực tác dụng lên vật có xu hướng làm cho vật thay đổi chuyển động. Lực ma sát nghỉ luôn có tác dụng giữ vật ở trạng thái cân bằng khi có lực khác tác dụng lên vật. Lực ma sát có thể có hại hoặc có ích Lưu ỷ : Khi lực ma sát có hại thì phải tìm cách để giảm ma sát. Ví dụ như trong hình 6.3 SGK : Ở hình [a] lực ma sát làm mòn đĩa xe nên cần tra dầu vào xích. Ở hình [b] lực ma sát [ma sát trượt] của trục làm mòn trục và cản chuyển động quay của bánh xe, nên muốn giảm ma sát ta thay bằng trục quay có ổ bi. Trong một số trường hợp ma sát là không thể thiếu. Ví dụ như trong hình 6.4 SGK : ở hình [a], bảng trơn hay quá nhẵn thì không thê’ dùng phấn để viết lên bảng. Để viết bảng dễ dàng thì cần tăng độ nhám của bảng để tăng ma sát trượt giữa phấn với bảng ; Ở hình [b], nếu không có ma sát nghỉ thì không siết chặt được bulông hoặc đánh được diêm vì bị trượt, vì vậy phải tăng độ nhám của ốc hoặc của mật sườn bao diêm ; Ở hình [c], nếu không có ma sát thì xe không thế dừng được, nên cần tãng ma sát bằng cách tăng độ sâu khía rãnh mặt lốp. B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRONG SGK VÀ SBT Cl. - Khi phanh xe, bánh xe ngừng quay. Mặt lốp trượt trên đường xuất hiện ma sát trượt làm xe nhanh chóng dừng lại. Ma sát giữa trục quạt bàn với ổ trục. Ma sát giữa dây cung ở cần kéo của đàn nhị, violon,... với dây đàn. C2. - Ma sát sinh ra ở các viên bi đệm giữa trục quay với ổ trục. Khi dịch chuyển vật nặng có thể kê những thanh hình trụ làm con lăn. Ma sát giữa con lăn với mặt trượt là ma sát lăn. C3. Hình 6.la SGK, ba người đẩy hòm trượt trên mặt sàn, khi đó giữa sàn với hòm có ma sát trượt. Hình 6.lb SGK, một người đẩy hòm nhẹ nhàng do có đệm bánh xe, khi đó giữa bánh xe với sàn có ma sát lăn. Từ hai trường hợp trên, chứng tỏ độ lớn ma sát lăn rất nhỏ so với ma sát trượt. C4. Hình 6.2 SGK, mặc dù có lực kéo tác dụng lên vật nặng nhưng vật vẫn đứng yên, chứng tỏ giữa mặt bàn với vật có một lực cản. Lực này đặt lên vật cân bằng với lực kéo để giữ cho vật đứng yên. Khi tăng lực kéo thì số chỉ lực kế tăng dần, vật vẫn đứng yên, chứng tỏ lực cản lên vật cũng có cường độ tăng dần. Điều này cho biết : Lực ma sát nghỉ có cường độ thay đổi theo tác dụng lực lên vật. C5. Ví dụ về lực ma sát nghỉ: Trong dây chuyền sản xuất của nhiều nhà máy, các sản phẩm [như bao xi mãng, các linh kiện] di chuyển cùng với băng truyền tải nhờ lực ma sát nghỉ. . Trong đời sống, nhờ ma sát nghỉ người ta mới đi lại được, ma sát nghỉ giữ bàn chân không bị trượt khi bước trên mặt đường. C6. [Hình. 6.3a, b, c SGK] Lực ma sát trượt giữa đĩa và xích làm mòn đĩa xe và xích nên cần tra dầu vào xích xe để làm giảm ma sát. Lực ma sát trượt của trục làm mòn trục và cản chuyển động quay của bánh xe. Muốn giảm ma sát thì thay bằng trục quay có ổ bi, khi đó lực ma sát giảm tới 20 lần, 30 lần so với lúc chưa có ổ bi. Lực ma sát trượt cản trở chuyển động của thùng khi đẩy. Muốn giảm ma sát, dùng bánh xe để thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn [nhờ đặt thùng đồ lên bàn có bánh xe].' C7. [Hình. 6.4a, b, c SGK]. Bảng trơn, nhẵn quá không thể dùng phấn viết lên bảng. Biện pháp : Tăng độ nhám của bảng để tăng ma sát trượt giữa viên phấn với bảng. Không có ma sát giữa mặt răng của ốc và vít thì con ốc sẽ bị quay lỏng dần khi bị rung động. Nó không còn tác dụng ép chặt các mặt cần ghép. Khi quẹt diêm, nếu không có ma sát, đầu que diêm trượt trên mặt sườn bao diêm sẽ không phát ra lửa. Biện pháp : Tãng độ nhám của mặt sườn bao diêm để tăng ma sát giữa đầu que diêm với bao diêm. Khi phanh gấp, nếu không có ma sát thì ôtô không dừng lại được. Biện pháp : Tăng lực ma sát bằng cách tăng độ sâu khía rãnh mặt lốp xe ôtô. C8. a] Khi đi trên sàn đá hoa mới lau dễ ngã vì lực ma sát nghỉ giữa sàn với chân người rất nhỏ. Ma sát trong hiện tượng này có ích. Ôtô đi trên đường đất mềm có bùn, khi đó lực ma sát lên lốp ôtô quá nhỏ nên bánh xe ôtô bị quay trượt trên mặt đường. Ma sát trong trường hợp này có lợi. Giày đi mãi đế bị mòn vì ma sát của mặt đường với đế giày làm mòn đế. Ma sát trong trường hợp này có hại. Phải bôi nhựa thông vào dây cung ở cần kéo nhị [đàn cò] để tăng ma sát giữa dây cung với dây đàn nhị, nhờ vậy nhị kêu to. C9. Ổ bi có tác dụng giảm ma sát do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn của các viên bi. Nhờ sử dụng ổ bi đã giảm được lực cản lên các vật chuyển động khiến cho các máy móc hoạt động dễ dàng góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành động lực học, cơ khí, chế tạo máy... c. Không phải lực ma sát, đó là lực đàn hồi. c. Tăng độ nhẵn. D. a] Ôtô chuyển đông thẳng đều khi lực kéo cân bằng với lực ma sát. Do đó : Fms = Fkéo = 800 N. Lực kéo tăng [Fk > Fms] thì ôtô chuyển động nhanh dần. Lực kéo giảm [Fk < Fms] thì ôtô chuyển động chậm dần. a] Khi bánh xe lãn đều trên đường sắt thì lực kéo cân bằng với lực cản, khi đó lực kéo bằng 5 000 N. So với trọng lượng đầu tàu, lực ma sát bằng : = 0,05 lần. 10000.10 Đoàn tàu khi khởi hành chịu tác dụng hai lực : Lực phát động, lực cản. b] Độ lớn của lực làm tàu chạy nhanh dần khi khỏi hành bằng : Fk - Fms = 10 000 - 5 000 = 5 000 N A. lực Ma sát nghỉ xuất hiện khi quyển sách để yên trên mặt bàn nằm nghiêng. D. 6.8. D. 6.9. A. 6.10. c. a] Trên bề mặt vợt bóng bàn, găng tay thủ môn, thảm rải trên bậc lên xuống thường dán lớp cao su có nổi gai thô ráp, mục đích là để tãng ma sát. Khi đi vào những vũng sình lầy, bánh xe ôtô bị quay tít tại chỗ là do khi đó lực ma sát nhỏ. Vì vậy người ta phải đổ đất đá, cành cây hoặc lót ván để tăng ma sát. Người ta dùng những còn lăn bằng gỗ hay các đoạn ống thép kê dưới những cỗ máy nặng khi đó ma sát lãn có độ lớn nhỏ hơn ma sát trượt nên ta có thể di chuyển dễ dàng. Ôtô, xe máy, các máy công cụ, sau một thời gian sử dụng phải thay "dầu" định kì để bôi trơn các ổ trục, để giảm ma sát. a] Vì xe chạy thẳng đều nén : Fk = - Fms = 0,2P = 0,2. 8 000 = 1 600 N b] Để xe bắt đầu chuyển bánh, ngựa phải kéo xe bởi lực bằng 4 000 N lớn hơn lực kéo của ngựa lên xe khi xe chạy thẳng đều. Vì ban đầu xe đang đứng yên, nên muốn xe bắt đầu chuyển động thì phải tác dụng một lực lớn hơn lực ma sát trên. D. 6.14. B. 6.15. D. c. BÀI TẬP BỔ SUNG F Hình 6.1 6a. Tác dụng một lực kéo F = 25 N lên thùng gỗ nặng trên sàn nhà nằm ngang [Hình 6.1] nhưng thùng vẫn không nhúc nhích. Hãy giải thích tại sao có lực tác dụng mà thùng gỗ vẫn không nhúc nhích ? Hãy minh hoạ lời giải bằng hình vẽ và tìm độ lớn của lực ma sát nghỉ. 6b. Khi làm thí nghiệm kéo một chiếc hộp gỗ trên.mặt bàn thông qua lực kế [Lực kế song song với mặt bàn]. I£ết quả cho thấy : Khi lực kế chỉ 4 N, hộp gỗ vẫn đứng yên. Khi lực kế chỉ 10 N, hộp gỗ chuyển động thẳng đều. Hãy chỉ rõ đặc điểm của lực ma sát trong các trường hợp nói trên.
Nếu các bạn chưa biết ổ bi có tác dụng gì? Đừng vội vàng bỏ qua những kiến thức về thiết bị quan trọng này ngay tại bài viết sau đây.
Ổ bi là gì?
Trước khi cùng tìm hiểu ổ bi có tác dụng gì, chúng ta cần nắm được thế nào là ổ bi. Thực chất ổ bi là một trong những cách gọi để chỉ vòng bi, bạc đạn, ổ lăn, ổ đỡ. Tuy là bộ phận nhỏ bé nhưng lại có ý nghĩa rất quan trọng, không thể thiếu trong hầu hết các loại máy móc, thiết bị công nghiệp.
Cấu tạo của ổ bi về cơ bản bao gồm các bộ phận chủ yếu như phớt, vòng ngoài, con lăn, vòng cách, vòng trong. Đáng lưu ý, cấu tạo hạt có sự khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu và mục đích ứng dụng ổ bi, bạc đạn.
Ổ bi có tác dụng gì?
Rất nhiều người thắc mắc ổ bi có tác dụng gì đặc biệt mà sao lại được coi trọng và cần thiết trong các ngành công nghiệp đến vậy. Thực tế, ổ bi là bộ phận tuy nhỏ nhưng lại đảm nhiệm những chức năng, vai trò quan trọng sau:
- Ổ bi có tác dụng chuyển đổi ma sát trượt thành ma sát lăn, làm giảm lực cản [ lực ma sát] lên các vật chuyển động, đảm bảo cho các thiết bị, máy móc, linh kiện được vận hành một cách dễ dàng, thuận lợi.
- Các loại vòng bi, bạc đạn còn có tác dụng chịu tải, chịu lực tốt. Một vòng bi có kích thước dù nhỏ cũng có thể cho phép chống đỡ và chịu tác dụng về lực theo nhiều hướng khác nhau. Điều này tùy thuộc vào cấu tạo của từng loại vòng bi, bạc đạn và từng môi trường làm việc chuyên biệt.
- Sử dụng ổ bi trong các thiết bị, máy móc còn đảm bảo quá trình truyền chuyển động trơn tru, êm ái và ổn định. Từ đó, đảm bảo sự vận hành liên tiếp, bền bỉ, cho hiệu suất làm việc cao.
- Tác dụng của ổ bi còn thể hiện ở việc nó có chức năng định vị trục, định vị chi tiết quay. Nhờ có bộ phận này mà các chi tiết hoặc máy móc không bị rời xa vị trí kho hoạt động, hạn chế tối đa việc phát sinh những hư hỏng, giúp giảm thiểu chi phí sửa chữa, bảo dưỡng vòng bi đáng kể cho người sử dụng.
- Ổ bi, bạc đạn còn giúp tăng cường các chức năng hoạt động của máy móc, thiết bị và tiết kiệm năng lượng đáng kể.
Các loại ổ bi được dùng phổ biến
- Ổ bi cầu: là loại ổ bi có thiết kế, cấu tạo đơn giản nhất, cho phép ứng dụng được ở hầu hết các thiết bị, máy móc truyền động thuộc nhiều ngành công nghiệp hiện nay. Loại vòng bi công nghiệp này có khả năng làm việc với tốc độ cao, chịu tải trọng hướng kính rất tốt. Tuy nhiên, nếu không biết lắp vòng bi đúng cách, ổ bi cầu sẽ rất dễ bị hư hỏng trong trường hợp lắp lệch tâm hoặc bị chịu tải dọc ngoài ý muốn.
- Ổ bi côn: là loại ổ bi được ứng dụng phổ biến trong những trường hợp có trọng tải cả 2 hướng vuông góc với trục và dọc trục, đòi hỏi phải được lắp đặt đúng cách mới có thể vận hành và đem lại hiệu quả.
- Ổ bi đũa: Tác dụng của ổ bi đũa đó là khả năng chịu tải trọng hướng kính lớn ở tốc độ cao, thường được sử dụng trong các loại máy gia công cơ khí kim loại.
- Ổ bi côn: ưu điểm của vòng bi, bạc đạn này đó là khả năng chịu tải cao, vận hành ở tốc độ cao, ứng dụng hiệu quả trong các thiết bị có tải trọng cả 2 hướng dọc trục và vuông góc với trục. Tuy nhiên, nếu lắp lệch tâm hoặc lắp với độ rơ dọc trục cao, ổ bi côn rất dễ xảy ra sự cố, hư hỏng.
- Ổ bi tang trống: là loại ổ bi đa năng nhất, có cấu tạo 2 dãy con lăn hình tang trống, chịu tải trọng rất cao. Đặc biệt, vòng bi này có khả năng tự lựa, đảm bảo sự chắc chắn, bền bỉ, thích hợp dùng cho các ứng dụng có độ lệch trục. Ngoài ra, độ bền, tuổi thọ của vòng bi này rất lớn, có độ an toàn và tin cậy cao, hoạt động bền bỉ ngay cả trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
Qua tìm hiểu bài viết này, các bạn đã biết được ổ bi có tác dụng gì và những loại ổ bi thông dụng hiện nay rồi đúng không ạ. Chúc các bạn sử dụng hiệu quả các loại ổ bi, cho tuổi thọ vòng bi tốt nhất.