Nous expliquons ce qu’est le frottement ou la force de frottement et quelles en sont les causes. Aussi, frottement statique et frottement cinétique ou dynamique.
Qu’est-ce que le frottement ?
Le frottement, force de frottement ou force de frottement est une force entre deux surfaces qui sont en contact , et qui s’oppose au mouvement , c’est-à-dire qu’elle a la direction opposée au mouvement . Cette force peut être de deux types : statique (lorsqu’elle s’oppose au début d’un glissement) ou dynamique (lorsqu’elle s’oppose au mouvement relatif).
La force de frottement n’est pas une des forces fondamentales de l’univers, comme l’est la gravité , mais est due à l’interaction complexe entre la surface de deux objets en contact physique. On parle habituellement de frottement pour les objets solides , mais il existe aussi des frottements dans les liquides : l’effet du frottement entre les couches d’une substance liquide définit sa viscosité .
Pour mettre en mouvement un objet au repos, la force qui le pousse à se déplacer doit justement vaincre la résistance exercée par le frottement, qui est plus importante entre les surfaces rugueuses et irrégulières que sur les surfaces lisses et polies .
D’autre part, si vous poussez un objet qui est en contact avec une surface, disons une table, et qu’en conséquence il commence à se déplacer dans le sens de la poussée, sa vitesse diminuera à mesure que la force de frottement que la table exerce sur lui , surmonte la poussée initiale. Cette force de frottement dépend de la masse des corps, de sorte que les objets plus lourds montrent plus de frottement que les objets légers .
Le frottement a également un effet sur les surfaces en contact. Elle est souvent imperceptible, cependant l’ énergie cinétique perdue par frottement est transformée en chaleur , c’est-à-dire que les surfaces s’échauffent par frottement. Même les deux peuvent subir une usure.
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Causes de frottement
Les frottements peuvent être dus, en premier lieu, à des micro-imperfections entre les surfaces en contact , qui rendent difficile le glissement de l’une sur l’autre, même si elles ne sont pas perceptibles de l’extérieur. C’est pourquoi certaines surfaces ont plus de frottement que d’autres.
Ainsi, le frottement peut être réduit mécaniquement, en ajoutant des lubrifiants par exemple, ou il peut être augmenté, en dégénérant les surfaces d’une manière ou d’une autre.
Frottement statique
Le frottement statique (F e ) est la force qui tend à s’opposer au déplacement relatif entre deux surfaces en contact. C’est la force qu’il faut vaincre pour déclencher le mouvement d’un objet. Il est toujours inférieur ou égal au coefficient de frottement statique (qui a une valeur empirique et dépend du matériau) entre les deux surfaces multiplié par la force normale.
Ce frottement statique est généralement supérieur au frottement dynamique , ce qui explique pourquoi il est plus difficile de commencer à pousser un meuble lourd sur un sol rugueux, que de continuer à le pousser une fois qu’il est déjà en mouvement.
Frottement cinétique ou dynamique
Le frottement dynamique (F d ) est la force qui s’oppose au déplacement d’un objet déjà en mouvement , contrairement au frottement statique.
Il s’agit d’une amplitude constante , car la quantité de force nécessaire pour maintenir le mouvement ne change pas tant que l’accélération est constante. Par conséquent, il est égal au coefficient de frottement dynamique , désigné par la lettre grecque μ , multiplié par la force normale.
Les différences entre le frottement statique et dynamique ne sont pas entièrement comprises sur le plan physique, mais on pense que la force statique est plus importante en raison des attractions électriques et des microsoudures entre les surfaces au repos.
exemples de frottement
Les exemples de frottement sont innombrables. La friction est cette force qui s’oppose à déplacer un vieux meuble en le poussant avec notre force. C’est aussi la force qui va arrêter et sauter une pierre plate que l’on jette de côté à la surface de l’ eau .
La traînée est ce que les freins utilisent pour maintenir une voiture en place lorsque vous la garez sur une pente raide, et c’est la même force que si vous freinez brusquement en conduisant la même voiture à grande vitesse, cela réduira la vitesse et la cylindrée de la voiture. inertie .
D’autres exemples courants de frottement ont à voir avec la chaleur générée par le frottement , comme cela se produit lorsque nous allumons un feu en frottant deux bâtons de bois l’un contre l’autre, ou lorsque nous subissons une brûlure due au frottement d’une corde en mouvement brusque lorsque nous le tenions dans nos mains.
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