Lực ma sát Amontons
1669
Guillaume Amontons (1663–1705), Leonardo da Vinci (1452–1519), Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806)
Ma sát là lực cản trở chuyển động trượt của các vật đối với nhau. Mặc dù nó là nguyên nhân khiến phải trang bị các bộ phận và lãng phí năng lượng ở máy móc, song ma sát có ích trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Hãy tưởng tượng một thế giới không có ma sát. Làm thế nào người ta đi bộ, lái xe, dùng móng tay và đai ốc gắn các vật, hay khoan lỗ trong răng?
Vào năm 1669, nhà vật lí Pháp Guillaume Amontons chỉ ra rằng lực ma sát giữa hai vật tỉ lệ thuận với áp lực tác dụng (tức là lực vuông góc các bề mặt tiếp xúc), với hệ số tỉ lệ (hệ số ma sát) không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc. Các liên hệ này vốn được đề xuất đầu tiên bởi Leonardo da Vinci và được khám phá lại bởi Amontons. Nghe có vẻ như phản trực giác khi mà lực ma sát gần như độc lập với diện tích tiếp xúc biểu kiến. Tuy nhiên, nếu bạn đẩy một viên gạch trượt trên sàn nhà, thì lực ma sát cản viên gạch là như nhau cho dù viên gạch trượt trên mặt lớn hay mặt nhỏ của nó cũng vậy.
Vào những năm đầu thế kỉ hai mươi mốt, một số thí nghiệm đã được triển khai để nghiên cứu phạm vi mà Định luật Amontons áp dụng được cho các vật liệu ở những cấp độ dài từ nano mét đến mili mét – ví dụ, trong lĩnh vực MEMS (các hệ vi cơ điện), nó liên quan đến các dụng cụ nhỏ xíu chẳng hạn như các dụng cụ ngày nay dùng trong máy in kim và làm gia tốc kế cho hệ thống túi khí trên ô tô. MEMS khai thác công nghệ vi chế tạo để tích hợp các bộ phận cơ, các cảm biến, và các linh kiện điện tử lên một chất nền silicon. Định luật Amontons, thường hữu ích khi nghiên cứu máy móc truyền thống và các bộ phận chuyển động, có lẽ không áp dụng được cho các máy móc kích cỡ bằng đầu kim.
Vào năm 1779, nhà vật lí Pháp Charles-Augustin de Coulomb bắt đầu nghiên cứu của ông về ma sát và tìm thấy rằng đối với hai bề mặt chuyển động tương đối, lực ma sát động hầu như không phụ thuộc vào tốc độ tương đối của hai bề mặt. Đối với một vật đứng yên, lực ma sát nghỉ thường lớn hơn lực cản trở chính vật đó khi đang chuyển động.
Các dụng cụ như bánh xe và ổ bi được dùng để biến lực ma sát trượt sang dạng ma sát lăn, nhờ đó tạo ra lực cản trở nhỏ hơn đối với chuyển động.
XEM THÊM. Gia tốc của vật rơi (1638), Mặt phẳng nghiêng Tautochrone (1673), Độ trơn của băng (1850), Định luật Stocke về Độ nhớt (1851).
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
