Ma sát trượt vs Ma sát lăn: Sự khác biệt và so sánh

Ma sát trượt và ma sát lăn là hai loại lực ma sát hoạt động chống lại chuyển động của một vật thể trên một bề mặt. Ma sát là lực ngăn không cho các vật liền kề trượt lên nhau.

Ma sát lăn khó phân tích hơn ma sát trượt. Lực ma sát lăn nhỏ hơn lực ma sát động khi trượt.

Các nội dung chính

1. Ma sát trượt và lăn là cả hai loại ma sát xảy ra khi hai bề mặt tiếp xúc và chống lại chuyển động.
2. Ma sát trượt xảy ra khi hai bề mặt trượt vào nhau, tạo ra nhiệt và mài mòn, trong khi ma sát lăn xảy ra khi một vật tròn lăn trên một bề mặt, tạo ra ít ma sát và mài mòn hơn.
3. Ma sát lăn thấp hơn ma sát trượt và chịu trách nhiệm cho chuyển động trơn tru của các vật thể như bánh xe, vòng bi và bánh răng.

Ma sát trượt vs Ma sát lăn

Sự khác biệt giữa ma sát trượt và ma sát lăn là ma sát trượt xảy ra bất cứ khi nào một vật tiếp xúc cọ xát với vật khác, nhưng ma sát lăn xảy ra khi một thực thể lăn trên một bề mặt khác. Ma sát trượt có thể được phân loại là một dạng ma sát, nhưng ma sát lăn thì không.

Ma sát trượt là một khái niệm đơn giản có nhiều ứng dụng. Chúng ta không thể tìm thấy một lớp hoàn thiện phẳng trong đời thực. Do vận tốc tương đối giữa hai bề mặt liền kề nên khi một vật trượt trên bất kỳ bề mặt nào, nó sẽ nhận được một lực lùi.

Lực ma sát trượt luôn ngược với chuyển động. Bất cứ khi nào chúng ta cố gắng trượt một vật trên sàn phẳng, chẳng hạn như cái tủ, chúng ta sẽ gặp lực ma sát trượt.

Việc tạo ra bánh xe tròn được coi là một bước ngoặt trong lịch sử loài người. Bánh xe đầu tiên ra đời từ nhu cầu lăn một vật thể. Lực ma sát lăn là lực cản lại chuyển động khi một vật lăn trên một bề mặt.

Lý tưởng nhất là khi một vật lăn trơn tru trên một bề mặt, không có ma sát trượt giữa các bề mặt tiếp xúc. Tuy nhiên, trong thực tế, cả phần thân và bề mặt đều uốn cong do đặc tính đàn hồi.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Ma sát trượt	Ma sát lăn
Xảy ra trên	Điều này xảy ra do mối quan hệ giữa kích thước của các va chạm nhỏ trên bề mặt.	Điều này xảy ra do sự biến dạng bề mặt.
Loại ma sát	Lực ma sát trượt là loại ma sát có thể chấp nhận được.	Lực ma sát lăn là một dạng lực ma sát, không phải lực cản. Điều quan trọng cần nhớ là không phải tất cả các lực cản đều là ma sát.
Sự phụ thuộc của hệ số	Lượng nhiệt nhỏ có thể tiếp cận được và cấu trúc của các bề mặt có tác động đến hệ số, điều này không chỉ do tác động bên ngoài.	Bán kính của vật thể lăn, độ sâu mà vật thể hạ xuống, cấu trúc của lớp bề mặt và một số yếu tố khác đều ảnh hưởng đến hệ số.
Loại kháng chiến	Để dừng chuyển động tương đối, ma sát trượt hoạt động như một yếu tố bên ngoài không đổi dọc theo khu vực tiếp xúc.	Lực ma sát lăn là một lực tạo ra mô-men quay ngược lại nhằm ngăn cản chuyển động lăn.
Độ lớn của điện trở	Ma sát trượt giữa cả trục và bánh xe được thay thế bằng ma sát lăn cho hầu hết các khu vực ứng dụng bằng cách sử dụng ổ bi.	Khi so sánh với ma sát trượt, ma sát lăn thấp hơn đáng kể.

Ma sát trượt là gì?

Lực ma sát giữa hai vật cọ xát với nhau gọi là lực ma sát trượt. Sự hiện diện của các chỗ phồng nhỏ trên bề mặt gây ra lực ma sát trượt.

Các phần nhô ra ăn khớp với nhau khi hai bề mặt chuyển động chạm vào nhau và cần có nhân công để giữ cho các vật chuyển động. Ở đây chúng ta không chống lại lực hấp dẫn, vì vậy lực cản mà chúng ta cảm nhận được là do ma sát trượt.

Hơn nữa, ở trạng thái tĩnh, lực tác dụng làm vật trượt luôn bằng lực ma sát tác dụng lên vật. Khi chúng ta tăng dần lực tác dụng, vật phẩm bắt đầu tiến triển theo hướng của yếu tố bên ngoài tại một số điểm.

Sự trượt có thể xảy ra giữa hai vật có hình dạng bất kỳ, nhưng ma sát lăn là lực ma sát liên quan đến chuyển động quay. Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn nhiều so với hệ số ma sát trượt. Nó tạo ra nhiều sản phẩm phụ về âm thanh và nhiệt hơn.

Có một số ngoại lệ nhất định, chẳng hạn như các kim loại có hệ số ma sát tĩnh và trượt khác nhau và các bề mặt nhỏ nơi lực hút phân tử được ưu tiên.

Nó được xác định bởi hai yếu tố: một là chất của vật, hai là trọng lượng của nó. Bất kỳ sự gia tăng nào trong diện tích tiếp xúc đều không ảnh hưởng đến lực ma sát trượt.

Lực ma sát lăn là gì?

Bất cứ khi nào bề mặt của vật này cọ xát với bề mặt của vật kia, lực ma sát lăn sẽ phát sinh. Độ võng phát triển trên bề mặt khi lăn xảy ra là nguồn gốc của lực này.

Hysteria là một yếu tố chính: năng lượng giải phóng khi các bề mặt lấy lại hình dạng ban đầu sau khi biến dạng sẽ ít hơn năng lượng được sử dụng để gây ra biến dạng ngay từ đầu.

Khi so sánh với ma sát trượt, người ta phát hiện ra rằng ma sát lăn thấp hơn đáng kể. Ví dụ, hệ số ma sát trượt giữa nhựa đường khô và cao su là 0.68, trong khi hệ số cản lăn của lốp xe đường là 0.01-0.035. Phiên bản này của phương trình, tuy nhiên, là sai lệch.

Trên thực tế, “hệ số” bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau. Hãy xem xét một bánh xe đạp trên đường nhựa. Thay vì một điểm tiếp xúc, chúng ta có một vùng tiếp xúc như vậy. Bánh xe thẳng ra tại điểm tiếp xúc với thảm, tạo thành một rãnh nông ngay trên bề mặt.

Do đó, lực được phân tán khắp vùng tiếp xúc và các vectơ phản lực cuối cùng chỉ kết tụ tại rãnh đối lập với chuyển động.

Khái niệm này cũng có thể được áp dụng cho lốp huấn luyện trên đường ray. Thép ít bị biến dạng hơn cao su. Kết quả là ma sát lăn của bánh xe lửa thấp hơn bánh xe đạp.

Sự khác biệt chính giữa ma sát trượt và ma sát lăn

1. Ma sát trượt là do mối tương quan giữa kích thước của các va chạm nhỏ trên bề mặt. Do biến dạng bề mặt, ma sát lăn xảy ra.
2. Ma sát trượt chấp nhận được là một loại ma sát. Lực ma sát lăn không phải là lực cản mà là một loại ma sát. Điều quan trọng là phải hiểu rằng ma sát không phải là loại lực cản duy nhất.
3. Hệ số này bị ảnh hưởng bởi một lượng nhỏ hơi ấm có sẵn và cấu trúc của các bề mặt, không chỉ đơn giản là do các yếu tố bên ngoài. Hệ số bị ảnh hưởng bởi bán kính của vật lăn, độ sâu mà vật thể hạ xuống, cấu trúc của lớp bề mặt và một số yếu tố khác.
4. Lực ma sát trượt hoạt động như một thành phần bên ngoài liên tục trong toàn bộ diện tích tiếp xúc để dừng chuyển động tương đối. Lực ma sát lăn là lực tạo ra một mô-men xoắn ngược lại để cố gắng ngăn bánh xe lăn.
5. Ổ bi được sử dụng để thay thế ma sát trượt giữa trục và bánh xe trong hầu hết các ứng dụng hiện đại. Ma sát lăn về cơ bản thấp hơn ma sát trượt.

dự án

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022489817300721
2. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1735043