Trọng lực, lực căng, ma sát và lực cản

Hộp 5 kg trượt trên sàn ngang, bị kéo ngang, g = 10 m/s², μ = 0,2. Theo phương đứng a = 0 nên N = mg = 50 N. Ma sát trượt là 10 N, ngược chuyển động trượt. Nếu kéo xiên lên, phải tính lại N, không giữ nguyên 50 N.

Ma sát nghỉ ngăn trượt tương đối ở chỗ tiếp xúc và có thể bằng 0 nếu không cần giữ vật. Khi đã trượt, $F_{mst}=\mu_tN$ là mô hình gần đúng; μₜ không có đơn vị, phụ thuộc vật liệu và tình trạng mặt tiếp xúc. Trong mô hình này, độ lớn ma sát trượt không phụ thuộc diện tích tiếp xúc biểu kiến. Để đo ma sát trượt bằng lực kế, kéo ngang cho vật trượt **đều** trên sàn ngang. Khi gia tốc ngang bằng 0, lực kéo cân bằng ma sát. Nếu vật tăng tốc, số chỉ lực kế không còn chỉ riêng độ lớn ma sát. Ví dụ khối 2 kg trượt đều, lực kế chỉ 4 N, g = 10 m/s². Vì không có lực khác theo phương đứng, N = 20 N, nên μₜ = 4/20 = 0,20. Giữ cùng vật, tốc độ và cách kéo khi muốn so các bề mặt; đo lặp để thấy độ phân tán.

Lực cản chống chuyển động tương đối với chất lưu; độ lớn phụ thuộc tốc độ, hình dạng vật và môi trường. Lực nâng có thể giúp máy bay giữ độ cao hoặc vật nổi trong nước. Không dùng công thức lực đẩy nổi để tính mọi lực nâng khí động. Nhắc lại Archimedes ở THCS: $F_A=\rho gV$, với ρ là khối lượng riêng **chất lưu**, V là thể tích phần chất lưu bị vật chiếm chỗ, không nhất thiết là toàn thể tích vật. Ví dụ phần vật chìm trong nước chiếm 200 cm³ = 0,0002 m³, ρ = 1 000 kg/m³, g = 10 m/s² thì F_A = 2 N. Một vật rơi đều theo phương đứng, chỉ chịu trọng lực 10 N, lực đẩy nổi 2 N và lực cản hướng lên, sẽ có lực cản 8 N. Hợp lực bằng 0 nên a = 0; vẫn có trọng lực nhưng không còn là rơi tự do. Bài này dùng cân bằng lực, chưa cần tính áp suất chất lỏng.