Le frottement

Le frottement est une force qui s'oppose au mouvement relatif des deux corps. Le frottement sec, entre deux surfaces non lubrifiées, est un phénomène complexe pour lequel il n'existe pas de théorie fondamentale. L'expérience permet d'établir certains faits concernant ce phénomène.

1- La force de frottement est proportionnelle à la force qui presse les deux surfaces l'une contre l'autre.
2- La force de contact est indépendante de l'aire apparente de contact.
3- La force de frottement cinétique est indépendante de la vitesse relative des deux surfaces.

Lorsque les surfaces sont immobiles l'une par rapport à l'autre c'est la force de frottement statique  fs qui intervient. La force de frottement statique possède une valeur maximale

fs max = m s N

Lorsque les surfaces glissent l'une sur l'autre c'est la force de frottement cinétique fc qui intervient. Cette force a une valeur constante

fc = m c N

L'animation suivante montre un bloc de masse m sur un plan incliné. Trois forces agissent alors sur ce bloc; son poids mg, la force normale N et la force de frottement f. La force de frottement ainsi que la force normale dépendent de l'angle d'inclinaison du plan. Puisqu'il n y a pas de force résultante perpendiculaire au plan  N = mg cosq .

La force de frottement agit parallèlement au plan tout comme la composante du poids mg sinq.

Le frottement
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Il est possible de déterminer la valeur des coefficients de frottement statique et cinétique entre deux surfaces en utilisant un dispositif expérimental fort simple, un bloc et un plan incliné.

En faisant varier l'angle d'inclinaison du plan il est possible de déterminer la valeur des angles critiques  q s  et  q c .

q s : angle pour lequel le bloc immobile est tout juste sur le point de se mettre en mouvement.
q c : angle pour lequel le bloc glisse vers le bas du plan à vitesse constante.

Vous devriez être en mesure de démontrer les expressions suivantes :

m s = tanq s

m c = tanq c

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( 1998 -1999 ) La physique avec Robert Foy