[Funland] Tính lực ma sát khi trượt tuyết

FeRAM

Xe điện
Biển số
OF-3806
Ngày cấp bằng
15/3/07
Số km
4,236
Động cơ
594,594 Mã lực
Các cụ ngâm cứu xem, em phân tích dư lày, có bị sai ở chỗ nào không? Alo, bác Dongnn ở đâu, về ngay có việc khẩn ạ, :))

******************************************************

Fms=f*N*S
f: hệ số ma sát giữa 2 vật liệu
N: Thành phần Lực vuông góc với mặt tiếp xúc.
S: Diện tích tiếp xúc.

Em xin tóm tắt lại một phần hiểu biết về lực ma sát, để các cụ ngâm cứu cái dual friction cluth của Nam Vũ nhé. Xin xuất phát từ công thức bên trên của bác Tptiteo (Đây là công thức tổng quát nhất, đúng trong mọi trường hợp). Trong đó:

1. f: hệ số ma sát. Phụ thuộc bản chất và tình trạng mặt tiếp xúc giữa hai vật liệu. Nôm na, vật liệu là rắn, bề mặt xù xì, góc cạnh thì f lớn và ngược lại.
2. N: Lực nén hoặc thành phần lực vuông góc với bề mặt tiếp xúc.
3. S: Diện tích mặt tiếp xúc. Đương nhiên, S càng to thì lực ma sát càng lớn.

Những cái này, hiển nhiên đúng, sách đã dạy. Giờ em phân tích ví dụ người trượt tuyết của Nam Vũ.

Để có thể dễ dàng trượt được thì lực ma sát của hai cái bàn trượt và mặt tuyết càng nhỏ, càng tốt. Lực ma sát trong trường hợp này sẽ phụ thuộc:

1. Trọng lượng của người trượt (Coi như không đổi vì cùng một ông)
2. Hệ số ma sát. Với cùng loại vật liệu, cũng vẫn cái đống tuyết đấy, hệ số này không đổi. Nếu mặt tiếp xúc bị biến dạng, xù xì hơn thì nó tăng
3. Áp lực lên mặt đất. Lực này phụ thuộc vào trọng lượng của người và diện tích tiếp xúc. Khi trọng lượng không đổi, diện tích bàn trượt càng lớn thì áp lực này trên một đơn vị diện tích càng nhỏ.

Lực ma sát trên một đơn vị diện tích lúc này sẽ quá trình "đấu tranh" của hai thế lực:

1. Một thành phần tăng lên vì diện tích tiếp xúc tăng
2. Thành phần còn lại thì giảm đi vì áp lực trên đơn vị diện tích giảm.

Khi diện tích tiếp xúc rất nhỏ, thành phần 1 sẽ nhỏ, nhưng thành phần 2 lớn vì áp lực lớn. Khi tăng diện tích tiếp xúc lên, thành phần 1 tăng lên, nhưng thành phần 2 bắt đầu giảm. Tổng hòa lại thì lực ma sát sẽ giảm. Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng diện tích tiếp xúc (ván trượt to như cái thuyền, ) thì áp lực trên một đơn vị diện tích không thể tiếp tục giảm mãi vì lúc này trọng lượng tự thân của ván trượt bắt đầu lớn và đáng kể rồi. Do vậy, cả thành phần 1 và 2 đều tăng, dẫn đến lực ma sát sẽ tăng.

Mặt khác, khi diện tích tiếp xúc nhỏ, sự biến dạng của mặt tiếp xúc lớn, có thể làm tăng hệ số ma sát nữa (Tỉ mỉ hơn thì còn phải tính đến việc tuyết sẽ tan và "bôi trơn" mặt tiếp xúc nữa).

Tóm lại, sau khi phân tích linh tinh một hồi thì em cho rằng, lực ma sát của ván trượt tuyết sẽ:

1. Khi ván trượt nhỏ, lực ma sát sẽ lớn do áp lực lớn, sự biến dạng của mặt tiếp xúc và nước do tuyết tan "thoát" mất, bôi trơn kém.
2. Khi ván trượt đủ lớn, nhưng không quá lớn, áp lực giảm do trọng lượng được chia đều ra trên ván, bề mặt ít bị biến dạng hơn (Thực chất, nó là phẳng một đám tuyết), và nước do tuyết tan sẽ có tác dụng bôi trơn. Do vậy, lực ma sát giảm.
3. Khi ván trượt quá lớn, dù áp lực có giảm, nhưng sẽ đạt đến giá trị tới hạn (do bản thân trọng lượng của ván trượt), bề mặt vẫn ngon, nước vẫn bôi trơn như trước nhưng lực ma sát sẽ tăng (chủ yếu vì tăng diện tích tiếp xúc).

Tạm thời quên cái côn nhà Nam Vũ đi, các cụ phân tích trường hợp này cho vui, .
 

vihali

Xe container
Biển số
OF-14218
Ngày cấp bằng
23/3/08
Số km
7,538
Động cơ
19,289 Mã lực
Các cụ ngâm cứu xem, em phân tích dư lày, có bị sai ở chỗ nào không? Alo, bác Dongnn ở đâu, về ngay có việc khẩn ạ, :))

******************************************************

Fms=f*N*S
f: hệ số ma sát giữa 2 vật liệu
N: Thành phần Lực vuông góc với mặt tiếp xúc.
S: Diện tích tiếp xúc.

Em xin tóm tắt lại một phần hiểu biết về lực ma sát, để các cụ ngâm cứu cái dual friction cluth của Nam Vũ nhé. Xin xuất phát từ công thức bên trên của bác Tptiteo (Đây là công thức tổng quát nhất, đúng trong mọi trường hợp). Trong đó:

1. f: hệ số ma sát. Phụ thuộc bản chất và tình trạng mặt tiếp xúc giữa hai vật liệu. Nôm na, vật liệu là rắn, bề mặt xù xì, góc cạnh thì f lớn và ngược lại.
2. N: Lực nén hoặc thành phần lực vuông góc với bề mặt tiếp xúc.
3. S: Diện tích mặt tiếp xúc. Đương nhiên, S càng to thì lực ma sát càng lớn.

Những cái này, hiển nhiên đúng, sách đã dạy....
Em mới đọc mấy dòng đầu đã thấy có vứn đề gồi. Mẹ em gọi xuống ăn cơm. Tí nữa đọc tiếp ạ.

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 = F0khttp://vi.wikipedia.org/wiki/Ma_sát
 

Viking

Xe điện
Biển số
OF-8365
Ngày cấp bằng
17/8/07
Số km
4,227
Động cơ
579,203 Mã lực
Nơi ở
nơi ấy, trên ngọn núi cao.
Vấn đề là công thức
Fms=f*N*S có đúng hay không ạ.
Em được dạy là Fms=f*N thôi.

Còn bài toán cụ Feram đưa ra, có quá nhiều tác động bên ngoài như biến dạng của vật liệu, tuyết tan .... nên khó có thế có kết luận hoàn hảo.
 

FeRAM

Xe điện
Biển số
OF-3806
Ngày cấp bằng
15/3/07
Số km
4,236
Động cơ
594,594 Mã lực
Vấn đề là công thức
Fms=f*N*S có đúng hay không ạ.
Em được dạy là Fms=f*N thôi.

Còn bài toán cụ Feram đưa ra, có quá nhiều tác động bên ngoài như biến dạng của vật liệu, tuyết tan .... nên khó có thế có kết luận hoàn hảo.
Đúng rồi. Vì bác chỉ học cơ học chất điểm. Với những trường hợp không coi nó là chất điểm được thì phải nhân thêm với diện tích.

Mục tiêu cuối cùng là em muốn tìm hiểu xem, tại sao, khi trượt tuyết mà ván trượt ... bé quá thì không trượt được, to quá cũng ko trượt được. Ko phân tích lực ma sát và các yếu tố tác động lên nó thì ko hiểu được vấn đề trên.
 

dongnn

Xe tăng
Tưởng nhớ
Biển số
OF-38
Ngày cấp bằng
22/5/06
Số km
1,258
Động cơ
594,779 Mã lực
Nơi ở
HAN
Em bận dọn nhà ăn tết nên... trả lời cụ FeRAM hơi muộn
Ngay từ đầu em phải bắt giò nhà FeRAM phát, cái công thức đưa ra có vấn đề...
Về mặt thứ nguyên mà nói: vế trái làluwcj (N) trong khi vế phải lại là Nm2.
Vậy phải chăng, cái trọng lực phải được quy về áp lực N/m2 ?
Nếu đúng công thức như vậy thì phải biện luận lại... và sẽ có nhiều thứ bị thay đổi.

Vợ đang gọi đi ăn cơm, nồi lẩu ngon quá... hẹn tối em đọc lại tài liệu và chém gió
 

FeRAM

Xe điện
Biển số
OF-3806
Ngày cấp bằng
15/3/07
Số km
4,236
Động cơ
594,594 Mã lực
Em bận dọn nhà ăn tết nên... trả lời cụ FeRAM hơi muộn
Ngay từ đầu em phải bắt giò nhà FeRAM phát, cái công thức đưa ra có vấn đề...
Về mặt thứ nguyên mà nói: vế trái làluwcj (N) trong khi vế phải lại là Nm2.
Vậy phải chăng, cái trọng lực phải được quy về áp lực N/m2 ?
Nếu đúng công thức như vậy thì phải biện luận lại... và sẽ có nhiều thứ bị thay đổi.

Vợ đang gọi đi ăn cơm, nồi lẩu ngon quá... hẹn tối em đọc lại tài liệu và chém gió
Em cũng đang hơi lợn gợn chỗ công thức tính. Cơ mà, em phải đi ăn cơm đã. Có gì trao đổi tiếp với các cụ. Lần này, em cũng ko dám chắc là những cái em nói là đúng đâu ạ. Các cụ cứ bàn luận thoải mái.
 

FeRAM

Xe điện
Biển số
OF-3806
Ngày cấp bằng
15/3/07
Số km
4,236
Động cơ
594,594 Mã lực
Em bận dọn nhà ăn tết nên... trả lời cụ FeRAM hơi muộn
Ngay từ đầu em phải bắt giò nhà FeRAM phát, cái công thức đưa ra có vấn đề...
Về mặt thứ nguyên mà nói: vế trái làluwcj (N) trong khi vế phải lại là Nm2.
Vậy phải chăng, cái trọng lực phải được quy về áp lực N/m2 ?
Nếu đúng công thức như vậy thì phải biện luận lại... và sẽ có nhiều thứ bị thay đổi.

Vợ đang gọi đi ăn cơm, nồi lẩu ngon quá... hẹn tối em đọc lại tài liệu và chém gió
Xác nhận là áp lực N cũng phải tính là đơn vị lực trên đơn vị diện tích. Em chờ phản biện của cụ đã, rồi phân tích tiếp. Cho đến hiện tại, em chưa thấy có gì vô lý trong lập luận trên cả.
 

Đại NG

Xe điện
Biển số
OF-74180
Ngày cấp bằng
29/9/10
Số km
3,684
Động cơ
460,244 Mã lực
Nơi ở
Trong nhà
Các cụ định lên Mẫu Sơn trượt tuyết à>:)
 

Viking

Xe điện
Biển số
OF-8365
Ngày cấp bằng
17/8/07
Số km
4,227
Động cơ
579,203 Mã lực
Nơi ở
nơi ấy, trên ngọn núi cao.
Đúng rồi. Vì bác chỉ học cơ học chất điểm. Với những trường hợp không coi nó là chất điểm được thì phải nhân thêm với diện tích.

Mục tiêu cuối cùng là em muốn tìm hiểu xem, tại sao, khi trượt tuyết mà ván trượt ... bé quá thì không trượt được, to quá cũng ko trượt được. Ko phân tích lực ma sát và các yếu tố tác động lên nó thì ko hiểu được vấn đề trên.
Theo em nghĩ thì ván bé quá không trượt được đương nhiên vì sẽ gây lún (như kiểu xe bánh bé đi cát)
Còn bán to quá thì kềnh càng, khó xoay xở
 

dongnn

Xe tăng
Tưởng nhớ
Biển số
OF-38
Ngày cấp bằng
22/5/06
Số km
1,258
Động cơ
594,779 Mã lực
Nơi ở
HAN
Em nghĩ gần ra rồi, nhưng bận làm việc nên chưa post bài chém gió hầu nhà FeRAM được :D

Có vẻ như ván càng to thì ma sát càng giảm, nhưng to quá thì nó không nén được tuyết xuống nữa nên... Không trượt được
Ván nhỏ quá thì khỏi phải bàn, người trượt bị lún xuống tuyết ... Không trượt được
 
Chỉnh sửa cuối:

boemcun

Xe tăng
Biển số
OF-17649
Ngày cấp bằng
20/6/08
Số km
1,976
Động cơ
525,696 Mã lực
Xác nhận là áp lực N cũng phải tính là đơn vị lực trên đơn vị diện tích. Em chờ phản biện của cụ đã, rồi phân tích tiếp. Cho đến hiện tại, em chưa thấy có gì vô lý trong lập luận trên cả.

đề giải thích cái này cụ Phê râm nên áp dụng cơ học lượng tử mới chơi được , cơ học niu tơn không chơi được :-|=))
 
Biển số
OF-3678
Ngày cấp bằng
7/3/07
Số km
6,052
Động cơ
412,012 Mã lực
Tuổi
47
Úi giời, anh FeRam rỗi rãi thì đi Si Ma Cai đi, ở nhà rỗi việc quá hả???
 

FeRAM

Xe điện
Biển số
OF-3806
Ngày cấp bằng
15/3/07
Số km
4,236
Động cơ
594,594 Mã lực
Em nghĩ gần ra rồi, nhưng bận làm việc nên chưa post bài chém gió hầu nhà FeRAM được :D

Có vẻ như ván càng to thì ma sát càng giảm, nhưng to quá thì nó không nén được tuyết xuống nữa nên... Không trượt được
Ván nhỏ quá thì khỏi phải bàn, người trượt bị lún xuống tuyết ... Không trượt được
Nôm na, thì đúng là thế này, cơ mà, phải giải thích cơ chế + hiện tượng Vật lý thì mới có tính thuyết phục được, :)).
 

springsea

Xe container
Biển số
OF-44950
Ngày cấp bằng
29/8/09
Số km
9,538
Động cơ
538,344 Mã lực
Cái lày cụ phải tính thêm cái góc nghiêng nữa cái lực N=Pxsin (angle), ở góc nghiêng áp lực giảm đi tương đối
 

dongnn

Xe tăng
Tưởng nhớ
Biển số
OF-38
Ngày cấp bằng
22/5/06
Số km
1,258
Động cơ
594,779 Mã lực
Nơi ở
HAN
Cái lày cụ phải tính thêm cái góc nghiêng nữa cái lực N=Pxsin (angle), ở góc nghiêng áp lực giảm đi tương đối
Cái này thì dễ mà
Lực nén thì bằng trọng lượng nhân với cos(alpha) alpha là góc nghiêng của dốc
Vì ở đây, coi như mọi điều kiện là như nhau nên bỏ qua cái yếu tố cos(alpha)
Tất nhiên, lực để đẩy cái ông đó "tự" trượt xuống bằng trọng lượng nhân với sin(alpha)
 

FeRAM

Xe điện
Biển số
OF-3806
Ngày cấp bằng
15/3/07
Số km
4,236
Động cơ
594,594 Mã lực
Cái lày cụ phải tính thêm cái góc nghiêng nữa cái lực N=Pxsin (angle), ở góc nghiêng áp lực giảm đi tương đối
Tính rồi cụ ơi. Đã gọi là áp lực là chỉ tính thành phần vuông góc với mặt phẳng tiếp xúc thôi. Trong trường hợp này, chính là thành phần hình chiếu vuông góc với mặt tiếp xúc của trọng lực.

@Dongnn: Cụ vẫn bận à? :)).
 

FeRAM

Xe điện
Biển số
OF-3806
Ngày cấp bằng
15/3/07
Số km
4,236
Động cơ
594,594 Mã lực
Em nghĩ gần ra rồi, nhưng bận làm việc nên chưa post bài chém gió hầu nhà FeRAM được :D

Có vẻ như ván càng to thì ma sát càng giảm, nhưng to quá thì nó không nén được tuyết xuống nữa nên... Không trượt được
Ván nhỏ quá thì khỏi phải bàn, người trượt bị lún xuống tuyết ... Không trượt được
4B làm bảo hiểm xong rồi cơ mà? :)). Em đang chờ ý kiến của cụ đây. Hội Vịt nhà em đang sôi sục chủ đề này lắm đấy ạ.
 
Thông tin thớt
Đang tải
Top