Force de frottement
Pour la force de frottement, il suffit de la masse, du coefficient et de l’inclinaison : un corps de 10 kg avec μ = 0,3 sur sol plat subit F = 0,3 × 10 × 9,81 ≈ 29,4 N. Sur un plan incliné s’ajoute la composante de pente.
Exemple : Masse 10 kg · Coefficient de frottement μ 0,3 · Angle d’inclinaison 20 ° → Force de frottement : Force de frottement F = 27,65 N. Source : Wikipedia – Reibung (Coulombsches Reibungsgesetz). Mise à jour : .
Comment le calcul est fait
La force de frottement est le produit du coefficient de frottement par la force normale : F = μ · N. La force normale est celle avec laquelle le corps appuie perpendiculairement sur le support. Sur sol plat, elle est égale au poids m · g.
Frottement statique et dynamique
Tant que le corps est immobile, le frottement statique retient jusqu’à une valeur maximale μ · N. Dès qu’il glisse, c’est le frottement dynamique, en général un peu plus faible, qui agit. L’outil utilise le coefficient saisi pour les deux : il indique à partir de quand le corps glisse, puis donne l’accélération. D’après la loi de Coulomb, l’aire de contact n’intervient pas.
Plan incliné
Sur une pente d’angle α, le poids se décompose en force normale N = m · g · cos α et composante de pente m · g · sin α. Le corps glisse quand la composante de pente dépasse μ · N, donc au-delà de l’angle limite arctan μ. La force de traction en montée à vitesse constante vaut la composante de pente plus le frottement.
- Les coefficients courants vont d’environ 0,05 (lubrifié) à 1 (caoutchouc sur asphalte).
- Avec un angle de 0, l’outil calcule sur la surface plane.
- L’accélération de la pesanteur vaut 9,80665 m/s².
Questions fréquentes
Comment calculer la force de frottement ?
F = μ · N, avec le coefficient de frottement μ et la force normale N. Sur sol plat, N = m · g. Pour 10 kg et μ = 0,3, cela donne environ 29,4 N.
Quelle différence entre frottement statique et dynamique ?
Le frottement statique retient un corps immobile et il est plus grand ; le frottement dynamique agit sur un corps qui glisse. Les deux suivent F = μ · N, avec des coefficients différents.
À partir de quel angle un corps glisse-t-il sur un plan incliné ?
Au-delà de l’angle limite pour lequel tan α = μ. Pour μ = 0,5, c’est environ 26,6 °, quelle que soit la masse.
Sources et références juridiques
- Wikipedia – Reibung (Coulombsches Reibungsgesetz)
- Wikipedia – Friction (Coulomb friction, angle of repose)
- Wikipedia – Schiefe Ebene
- BIPM – SI-Broschüre: Normfallbeschleunigung g_n = 9,80665 m/s²
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