Ma Sat Khô - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (46 trang)

Trang chủ

Giáo án - Bài giảng

Cao đẳng - Đại học

ma sat khô

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.14 MB, 46 trang )

Ch.7 Ma sát khôGiới thiệuLý thuyết của Culong về ma sát khôGóc ma sátSự phân loại bài toán và cách phân tíchHiện tượng vật lậtNêm và Đinh vítDây cáp và Dây curoa phẳng(*)Ma sát ở ổ đĩa (*)Sự hạn chế lăn (*)ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học17.1. Giới thiệu- Ma sát (friction) là một hiện tượng rất phổ biến trong tựnhiên cũng như trong kỹ thuật.- Khi hai vật tiếp xúc với nhau, chuyển động hoặc có xuhướng chuyển động tương đối với nhau thì trên bề mặttiếp xúc của chúng xuất hiện lực cản, lực đó được gọi là lựcma sát.- Lực ma sát có chiều ngược với vận tốc tương đối và chốnglại chuyển động tương đối đó.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học2ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học3Phân loại ma sátThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học47.2 Định luật Coulomb về ma sát khôLực ma satXét hai vật tiếp xúcSơ đồ vật thể tự doLực pháp tuyếnThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học5a. Trường hợp tĩnhNếu không có chuyển động tươngđối giữa hai bề mặt tiếp xúc, lựcpháp tuyến N và lực ma sát F thỏamãn quan hệ sau:trong đó:- Fmax là giá trị lớn nhất của ma sát tĩnh xuất hiệngiữa các bề mặt tiếp xúcslà hệ số ma sát tĩnh.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học6Hệ số ma sát tĩnh là một hằng số thực nghiệm phụ thuộc vàocấu tạo và độ nhẵn bề mặt tiếp xúc, không phụ thuộc diệntích tiếp xúc.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học7b. Trường hợp sắp trượtLực ma sát bằng với giá trịgiới hạn của nó:Phương của Fmax có thể được xác định từ quan sátrằng: Fmax luôn luôn ngược với xu hướng trượt.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học8c. Trường hợp chuyển động.Nếu hai bề mặt tiếp xúc trượttương đối với nhau, lực ma sát Fđược cho làtrong đó:- N là lực pháp tuyến k là hằng số thực nghiệm được gọi là hệ số masát động lực, thường nhỏ hơn hệ số ma sáttĩnh.Fk luôn luôn ngược chiều trượt.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học9d. Thảo luận thêm về ma sát Coulomb.Khi áp dụng định luật Coulomb, sự khác nhau giữa Fmax và Fk phảiđược hiểu rõ: Fmax là lực ma sát lớn nhất mà có thể tồn tại trong điều kiệntĩnh; Fk là lực ma sát tồn tại trong quá trình trượt.Khi P tăng quá Fmax, khối bắt đầu trượt, và lực ma sát trượt giảmxuống giá trị động lực Fk của nó. Nếu P tăng nhiều hơn nữa, F vẫn ởhằng số Fk. Vì vậy, hình vẽ lực F chống lại P là một đường nằm ngangtrong miền động lực học.107.3 Góc ma sáts  tan 1 s  slà góc ma sát tĩnhVật cân bằngThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học  sVật ở trạng thái sắp trượt11Khi sự trượt xảy ra, lực ma sát làF  k Ntan k  kkLà góc ma sát động lựcĐối với trường hợp này nón ma sát tĩnh được thay thếbằng nón ma sát động lực nhỏ hơn, và góc ở đỉnh củanón ma sát động lực là 2kThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học127.4 Phân loại và phân tích bài toánBài toán ma sát có thể được phân thành 3 dạng:Dạng I Bài toán không xác định trạng thái sắp chuyểnđộng (trạng thái cân bằng). Trong các bài toán thuộc loạinày, chúng ta không biết liệu vật có cân bằng hay không.Do đó phân tích phải được bắt đầu với một giả thiết về cânbằng.Phương pháp phân tích1.Giả thiết cân bằng2.Giải các phương trình cân bằng tìm lực ma sát yêu cầu chosự cân bằng.3. Kiểm tra giả thiết.F  s NThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học13Ví dụ 1Một khối hộp có khối lượng 50kg trong hình (a) banđầu nằm yên trên mặt phẳng ngang. Hãy xác định lực masát giữa khối hộp và sàn khi P = 150N.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học14Ví dụ 2:Cơ hệ trong hình có thể cân bằng tĩnh ở vị trí như hình vẽkhông? Thanh đồng chất AB khối lượng 500kg và khốilượng của hộp C là 300kg. Ma sát tại A là không đáng kể,và hệ số ma sát tĩnh tại hai mặt tiếp xúc còn lại là 0,4.600ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học15Dạng II Phát biểu của bài toán chỉ ra trạng thái sắp trượt,và các mặt xẩy ra hiện tượng sắp trượt đã biết.(Các bài toán này không cần phải giả thiết cân bằng – một vật thể đãđược biết trong trạng thái sắp trượt là cân bằng theo định nghĩa.)Phương pháp phân tích1. ĐặtF  Fmax  s .Ntại bề mặt trên đó sự trượt sắp xảy ra. Hãy chắc chắn rằnghướng của mỗi lực Fmax là đúng như trên FBD ( ngược với xuhướng trượt), bởi vì nghiệm của các phương trình cân bằng cóthể phụ thuộc vào hướng giả thiết của lực ma sát.2. Giải tìm ra các ẩn sử dụng các phương trình cân bằng.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học16Ví dụ 3:Một vật 50kg như hình (a) nằm yên trên mặt phẳng nằmngang trước khi lực P được đặt vào. Hãy xác định giá trịcủa lực P mà gây ra trạng thái sắp trượt sang phải.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học17Ví dụ 4:Xác định giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của lực P để cơhệ trong hình cân bằng tĩnh. Các thanh đồng chất ABvà BC là giống hệt nhau, mỗi thanh có khối lượng100kg. Hệ số ma sát tĩnh giữa thanh tại C và mặtphẳng ngang là 0.5.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học18Loại III Phát biểu của bài toán chỉ ra trạng thái sắp trượt,nhưng, các bề mặt mà trên đó sự trượt sắp xảy ra là chưabiết.Phương pháp phân tích1. Xác định tất cả các trường hợp có thể trong đó sự trượt sắp xảy ra.2. Trong mỗi trường hợp, đặtF  Fmaxtại các mặt trên đó sự trượt sắp xảy ra và giải các phương trìnhcân bằng. Nhắc lại rằng chiều của mỗi Fmax cần chính xác trên FDB.Nói chung, kết quả thu được sẽ khác cho mỗi trường hợp sự trượt sắpxảy ra.3. Chọn kết quả đúngThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học19Ví dụ 5Hãy xác định giá trị lớn nhất của lực P có thể đặt vàovật A trong hình (a) mà không làm cho các vật chuyểnđộng.MặtMặtThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học207.5 Xu hướng lật.Khi nào thì vật bị lật ?ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học21Xét lại một khối đồng chất trên mặt phẳng ma sát đangđược tác dụng bởi lực P, giả thiết rằng trọng lượng củakhối là W và kích thước b và h, d như hình vẽ.Xác định giá trị của P để có thể gây ra chuyển động củakhối ? (vật có xu hướng trượt hoặc xu hướng lật)ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học22Chú ý:+ Nếu chúng ta giả thiết xu hướng trượt, phương trìnhđược thêm làF  Fmax  s N+ Nếu xu hướng lật đối với điểm A được giả thiết,thêm phương trình x=b/2, do N tác dụng vào góc củakhối khi xu hướng lật.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học23Ví dụ 6:Người đàn ông trong hình đang cố di chuyển một thùng hàngqua sàn bằng một lực P theo phương ngang. Trọng tâm củakhối hàng 250N đặt tại tâm hình học. Nếu P=60N liệu thùnghàng có di chuyển được không? Biết hệ số ma sát giữathùng hàng và sàn là 0.3.ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học24Ví dụ 7:Người đàn ông trong hình đang cố di chuyển một thùng hàngqua sàn bằng một lực P theo phương ngang. Trọng tâm củakhối hàng 250N đặt tại tâm hình học. Tìm lực P có thể gây ralật thùng hàng?ThS.Nguyễn Hoa - BM. Cơ học25