"Stick-slip effect"

Hiệu ứng stick-slip là hiện tượng trượt giật cục của các vật rắn khi chúng chuyển động ngược chiều nhau. Hiện tượng này xảy ra khi lực ma sát tĩnh của một vật lớn hơn đáng kể so với lực ma sát trượt.

Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng đẩy một thùng các tông nặng trên sàn nhà nhẵn. Thùng rất nặng, vì vậy bạn phải dùng rất nhiều lực để vượt qua lực ma sát tĩnh - lực cản khi thùng bắt đầu di chuyển. Khi thùng các tông bắt đầu trượt, do bề mặt nhẵn và lực ma sát trượt thấp, nó nhanh chóng tăng tốc. Tuy nhiên, chuyển động trượt nhanh này khiến bạn truyền ít lực hơn. Cuối cùng, lực tác dụng không đủ để vượt qua lực ma sát tĩnh, khiến thùng dừng lại. Bạn lại phải dùng nhiều lực để đẩy nó và quá trình này lặp lại. Dính - nhả - trượt - phanh - dính - nhả… Trong thực tế, hiệu ứng này xảy ra nhanh hơn nhiều và biểu hiện dưới dạng chuyển động lắp bắp.

Biểu đồ

Hiện tượng này xảy ra trong nhiều tình huống khác nhau. Ví dụ, cần gạt nước kính chắn gió có thể bị giật trên kính chắn gió của xe hơi. Phấn có thể kêu cót két khi viết lên giấy nếu bạn cầm ở góc không đúng. Bản lề cửa cũng có thể kêu cót két. Các nhạc cụ có dây như violin hoặc cello sẽ không hoạt động đúng cách nếu không có sự rung động và dao động giữa các dây đàn và bộ phận võng, vì âm thanh của chúng được tạo ra từ những rung động này.

Tuy nhiên, với các vật liệu được tối ưu hóa về mặt ma sát, hiệu ứng này là không mong muốn. Các rung động gây ra sẽ lan truyền khắp kết cấu, tạo ra tiếng ồn khó chịu như tiếng kêu cót két. Chuyển động trượt mong muốn trở thành tiếng lắp bắp không đều, làm tăng độ mòn trên ổ trục. Những hiệu ứng này có thể được khắc phục bằng cách giảm thiểu sự khác biệt giữa ma sát trượt và ma sát tĩnh, sử dụng vật liệu giảm rung, cải thiện độ cứng của toàn bộ cấu trúc (xem ổ trục có tải trước) hoặc tách các đối tác ma sát liên quan (ví dụ bằng cách bôi trơn)