Qu'est-ce que « Force normale et frottement » ? — Physique

Définition 25.11 Physique du lycée · Chapitre 25 — Les lois de Newton

Une surface agit sur un corps par deux composantes : la force normale $\vect N$ , perpendiculaire à la surface, et le frottement $\vect f$ , tangentiel. L’expérience donne les lois de frottement : tant que le corps ne glisse pas, le frottement statique s’ajuste jusqu’à un plafond, $f_s \leq \mu_s N$ ; une fois qu’il glisse, le frottement cinétique est $f_k = \mu_k N$ , contre le glissement. Les coefficients de frottement $\mu_s$ et $\mu_k$ ( $\mu_k \leq \mu_s$ ) ne dépendent que des deux matériaux.

Diagramme des forces sur le plan incliné : poids P, force normale N, frottement f vers le haut de la pente pour un bloc qui glisse vers le bas. Les axes le long et perpendiculairement à la pente découpent P en mg et mg (tirets). — Diagramme des forces sur le plan incliné : poids $\vect P$ , force normale $\vect N$ , frottement $\vect f$ vers le haut de la pente pour un bloc qui glisse vers le bas. Les axes le long et perpendiculairement à la pente découpent $\vect P$ en $mg\sin\alpha$ et $mg\cos\alpha$ (tirets).

Exemples

Exemple 25.12 (Le plan incliné, deux fois)

Un bloc glisse le long d’une pente d’angle $\alpha$ ; axes : $x$ vers le bas de la pente, $y$ perpendiculaire. Sur $y$ : $N = mg\cos\alpha$ . Sur $x$ , sans frottement : $ma = mg\sin\alpha$ , donc $a = g\sin\alpha$ — pas de masse ; à $\alpha = 30^\circ$ , $a = 4.9\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ . Avec frottement cinétique : $a = g(\sin\alpha - \mu_k\cos\alpha)$ ; pour $\mu_k = 0.20$ , $a = 9.81\,(0.500 - 0.173) = 3.2\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ . Et il restait d’abord immobile tant que le frottement statique nécessaire tenait sous son plafond : $\tan\alpha \leq \mu_s$ .

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Exemples

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