Bài giảng Cơ học lý thuyết: Chương 4 - ThS. Nguyễn Duy Khương

Trong lĩnh vực cơ học kỹ thuật, ma sát là một hiện tượng vật lý phổ biến và có vai trò then chốt, vừa có lợi (giúp tạo chuyển động, phanh) vừa gây tổn thất (tiêu hao năng lượng, mài mòn). Việc nắm vững các lực ma sát và cơ chế hoạt động của chúng là cực kỳ quan trọng để phân tích, thiết kế các hệ thống cơ khí hiệu quả và an toàn. Tài liệu này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các loại ma sát khác nhau, đồng thời đi sâu vào phương pháp giải quyết các bài toán cân bằng có kể đến ma sát, trang bị kiến thức nền tảng cần thiết cho việc ứng dụng trong thực tiễn kỹ thuật.

Sinh viên các ngành kỹ thuật (đặc biệt là cơ khí), vật lý, và các nhà nghiên cứu cần tìm hiểu sâu về các nguyên lý ma sát và ứng dụng của chúng trong việc giải quyết các bài toán cân bằng cơ học.

Tài liệu này trình bày một cách có hệ thống về ma sát, một yếu tố nền tảng trong cơ học, bắt đầu bằng định nghĩa và tầm quan trọng của nó trong việc cản trở hoặc hỗ trợ chuyển động tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc. Nội dung chính tập trung phân loại lực ma sát thành các nhóm cơ bản như ma sát khô, ma sát nhớt, ma sát nội và ma sát lăn. Đối với ma sát khô, tài liệu phân tích chi tiết sự khác biệt giữa ma sát tĩnh và ma sát động, giới thiệu hệ số ma sát (μ) và các công thức liên quan (F = μN), cũng như điều kiện để vật không trượt hoặc lăn. Các khái niệm về giới hạn ma sát và góc ma sát cũng được trình bày rõ ràng. Phương pháp tiếp cận chủ yếu thông qua việc thiết lập các phương trình cân bằng lực và mô-men cho các hệ thống vật lý khác nhau. Tài liệu minh họa ứng dụng của lý thuyết thông qua các bài toán cân bằng có kể đến ma sát cụ thể, bao gồm việc xác định lực tối đa hoặc góc nghiêng mà vật có thể duy trì trạng thái cân bằng. Những ví dụ này không chỉ củng cố lý thuyết mà còn trang bị kỹ năng giải quyết vấn đề thực tế, giúp người học phân tích chính xác hơn hành vi của các cấu kiện cơ khí, từ đó tối ưu hóa thiết kế và hiệu suất của chúng trong các ứng dụng kỹ thuật.