Calcul de la Force de Frottement
Contexte : Le déménagement.
Imagine que tu aides un ami à déménager. Tu dois pousser un lourd carton rempli de livres sur le sol pour le déplacer d'un côté à l'autre de la pièce. Tu remarques qu'il est difficile de le mettre en mouvement, mais une fois qu'il glisse, c'est un peu plus facile. Ce phénomène est dû à la force de frottementForce qui s'oppose au mouvement (ou à la tentative de mouvement) entre deux surfaces en contact.. Cet exercice va t'apprendre à calculer cette force invisible mais bien réelle.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à modéliser une situation physique simple, à distinguer les types de frottement et à appliquer les formules correspondantes pour prédire si un objet se mettra en mouvement.
Objectifs Pédagogiques
- Distinguer le frottement statique du frottement cinétique.
- Calculer le poids d'un objet à partir de sa masse.
- Comprendre et utiliser la notion de réaction normale du support.
- Appliquer la formule de la force de frottement \(F_f = \mu \cdot N\).
Données de l'étude
Schéma de la situation
Bilan des forces sur le carton
Données numériques
| Nom du Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Masse du carton | \(m\) | 10 | \(\text{kg}\) |
| Coefficient de frottement statique | \(\mu_s\) | 0,4 | (sans unité) |
| Coefficient de frottement cinétique | \(\mu_k\) | 0,3 | (sans unité) |
| Intensité de la pesanteur | \(g\) | 9,8 | \(\text{N/kg}\) |
Questions à traiter
- Calculer le poids du carton.
- En déduire la valeur de la réaction normale du support.
- Quelle est la force de frottement statique maximale qui peut s'exercer sur le carton ?
- Si l'on pousse le carton avec une force horizontale de 30 N, va-t-il se déplacer ? Justifier la réponse.
- Si l'on pousse le carton avec une force de 50 N, il se met en mouvement. Quelle est alors la valeur de la force de frottement ?
Les bases sur les Forces de Frottement
Pour résoudre cet exercice, il faut comprendre quelques notions fondamentales sur les forces qui agissent sur un objet posé sur une surface.
1. Poids et Réaction Normale
Le poids (\(\vec{P}\)) est la force d'attraction de la Terre sur un objet. Il est toujours vertical et dirigé vers le bas. Sa valeur se calcule avec la formule :
\[ P = m \cdot g \]
La réaction normale (\(\vec{N}\)) est la force exercée par le support (le sol) sur l'objet. Elle est perpendiculaire au support et dirigée vers le haut. Sur une surface horizontale, elle compense exactement le poids : sa valeur est donc égale à celle du poids.
\[ N = P \]
2. Les Forces de Frottement
Le frottement s'oppose au mouvement. Il existe deux types :
- Frottement statique (\(F_{f,s}\)): Il empêche l'objet de bouger. Sa valeur s'ajuste à la force de poussée, jusqu'à une valeur maximale : \(F_{f,s,max} = \mu_s \cdot N\). Tant que la poussée est inférieure à ce maximum, l'objet reste immobile.
- Frottement cinétique (\(F_{f,k}\)): Il agit lorsque l'objet est en mouvement. Sa valeur est constante et se calcule avec : \(F_{f,k} = \mu_k \cdot N\).
Correction : Calcul de la Force de Frottement
Question 1 : Calculer le poids du carton.
Principe (le concept physique)
Le poids est la force avec laquelle la Terre attire un objet. Il dépend de la masse de l'objet (la quantité de matière qui le compose) et de l'intensité de la pesanteur au lieu où il se trouve.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Il est crucial de ne pas confondre la masse et le poids. La masse, en kilogrammes (\(\text{kg}\)), est une propriété intrinsèque d'un objet et ne change jamais, où que vous soyez dans l'univers. Le poids, en Newtons (\(\text{N}\)), est une force qui dépend de l'astre qui attire l'objet. L'intensité de la pesanteur, notée \(g\), est le facteur de conversion entre les deux. Sa valeur de \(9,8 \text{ N/kg}\) est une moyenne à la surface de la Terre.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Pensez toujours à vérifier les unités avant tout calcul. C'est la première source d'erreurs en physique. Pour utiliser la formule \(P = m \cdot g\), la masse doit impérativement être en kilogrammes (\(\text{kg}\)) et l'intensité de la pesanteur en Newtons par kilogramme (\(\text{N/kg}\)). Le résultat sera alors bien en Newtons (\(\text{N}\)).
Normes (la référence réglementaire)
Ce calcul se base sur la loi universelle de la gravitation d'Isaac Newton, qui est le fondement de la mécanique classique. Dans le Système International d'unités (SI), l'unité de force est le Newton, en hommage à ce physicien.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule du poids
Hypothèses (le cadre du calcul)
Pour cet exercice, on formule les hypothèses suivantes :
- L'intensité de la pesanteur \(g\) est considérée comme constante et égale à \(9,8 \text{ N/kg}\).
- Le carton est étudié au voisinage de la surface de la Terre.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Nous utilisons les valeurs de l'énoncé pour la masse et l'intensité de la pesanteur.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Masse | \(m\) | 10 | \(\text{kg}\) |
| Intensité de la pesanteur | \(g\) | 9,8 | \(\text{N/kg}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Pour un calcul mental rapide ou pour vérifier un ordre de grandeur, il est courant d'arrondir \(g\) à \(10 \text{ N/kg}\). Le poids du carton serait alors de \(10 \text{ kg} \times 10 \text{ N/kg} = 100 \text{ N}\). Notre résultat de \(98 \text{ N}\) est très proche, ce qui est rassurant.
Schéma (Avant les calculs)
On représente le carton et la force qui s'exerce sur lui : son poids, une force verticale dirigée vers le centre de la Terre.
Représentation du poids
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul du poids
Schéma (Après les calculs)
Le schéma après calcul est identique au schéma avant calcul dans ce cas, mais on peut y annoter la valeur trouvée.
Poids du carton
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Un poids de \(98 \text{ N}\) correspond à la force qu'il faut exercer pour soulever un objet d'environ \(10 \text{ kg}\), comme un pack de 10 bouteilles d'eau d'un litre. C'est une force concrète et non négligeable dans la vie de tous les jours.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas confondre la masse et le poids ! C'est l'erreur la plus courante. La masse est une quantité de matière (en \(\text{kg}\)), le poids est une force (en \(\text{N}\)).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Synthèse de la Question 1 :
- Concept Clé : Le poids est la force de gravité agissant sur une masse.
- Formule Essentielle : \(P = m \cdot g\).
- Point de Vigilance Majeur : Unités ! \(P\) en \(\text{N}\), \(m\) en \(\text{kg}\), \(g\) en \(\text{N/kg}\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Sur la Lune, où l'intensité de la pesanteur \(g_L\) est environ 6 fois plus faible (environ \(1,6 \text{ N/kg}\)), le même carton de \(10 \text{ kg}\) ne pèserait que \(10 \times 1,6 = 16 \text{ N}\) ! Sa masse, elle, resterait inchangée à \(10 \text{ kg}\).
FAQ (pour lever les doutes)
Voici quelques questions fréquentes.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si le carton avait une masse de \(25 \text{ kg}\), quel serait son poids ?
Question 2 : En déduire la valeur de la réaction normale du support.
Principe (le concept physique)
Le carton est posé sur un sol horizontal et reste immobile verticalement : il ne s'envole pas et ne s'enfonce pas. Cela signifie que la force exercée par le sol vers le haut (appelée réaction normale) compense parfaitement la force exercée par le carton vers le bas (son poids).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Ce principe est une application de la première loi de Newton (principe d'inertie). Si un objet est immobile (ou en mouvement rectiligne uniforme), la somme vectorielle des forces qui s'exercent sur lui est nulle. Ici, en considérant uniquement l'axe vertical, les seules forces sont le poids \(\vec{P}\) (vers le bas) et la réaction normale \(\vec{N}\) (vers le haut). Pour que leur somme soit nulle, elles doivent avoir la même valeur et des sens opposés.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Attention, l'égalité \(N = P\) est un cas particulier très fréquent mais pas universel ! Elle n'est vraie que si le support est horizontal et qu'aucune autre force verticale n'agit sur l'objet (par exemple, si personne n'appuie dessus ou ne le soulève légèrement).
Normes (la référence réglementaire)
Ce raisonnement s'appuie sur les Lois du Mouvement de Newton, qui sont les piliers de la mécanique classique pour décrire le mouvement des objets.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule de la réaction normale
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que :
- Le sol est parfaitement horizontal.
- Le système est en équilibre statique selon l'axe vertical.
- Aucune autre force verticale n'est appliquée au carton.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
On utilise le résultat de la question précédente.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Poids | \(P\) | 98 | \(\text{N}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Sur un sol plat, pas besoin de calcul compliqué ! La réaction normale est la "réponse" du sol au poids. Imaginez que le sol est un trampoline très rigide : plus l'objet est lourd, plus le trampoline doit pousser vers le haut pour le soutenir. La force est la même.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma illustre l'équilibre des deux forces verticales qui s'annulent.
Équilibre des forces verticales
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul de la réaction normale
Schéma (Après les calculs)
Le schéma est le même, mais on peut maintenant annoter la valeur de la force N.
Équilibre des forces verticales (Valeurs)
Réflexions (l'interprétation du résultat)
La réaction normale de \(98 \text{ N}\) représente la force que le sol doit exercer vers le haut pour supporter le carton. Si le sol ne pouvait pas fournir cette force (par exemple, si le carton était posé sur une fine plaque de polystyrène), il s'enfoncerait ou casserait le support.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas oublier que la réaction normale est toujours perpendiculaire à la surface. Sur un plan incliné, elle n'est plus verticale et n'est plus égale au poids !
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Synthèse de la Question 2 :
- Concept Clé : Principe d'inertie (équilibre des forces).
- Formule Essentielle : Sur un sol horizontal, \(N=P\).
- Point de Vigilance Majeur : Cette égalité n'est valable que pour un sol horizontal.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
La réaction normale est une manifestation de la Troisième Loi de Newton, aussi appelée "principe des actions réciproques". Pour toute action (le carton pousse sur le sol avec la force \(\vec{P}\)), il existe une réaction égale et opposée (le sol pousse sur le carton avec la force \(\vec{N}\)).
FAQ (pour lever les doutes)
Voici quelques questions fréquentes.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si on appuie sur le carton avec une force verticale de \(20 \text{ N}\), quelle devient la valeur de la réaction normale N ?
Question 3 : Quelle est la force de frottement statique maximale ?
Principe (le concept physique)
Le frottement statique est la force qui empêche un objet de commencer à bouger. Elle a une limite, un "seuil de rupture". Si la force de poussée dépasse cette limite, l'objet se met en mouvement. Cette force maximale dépend de la rugosité des surfaces en contact (représentée par le coefficient \(\mu_s\)) et de la force avec laquelle les surfaces sont pressées l'une contre l'autre (la réaction normale \(N\)).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
À l'échelle microscopique, aucune surface n'est parfaitement lisse. Elles présentent des aspérités qui s'imbriquent les unes dans les autres. Le frottement statique correspond à la force nécessaire pour "casser" ces liaisons microscopiques et faire sauter les aspérités les unes par-dessus les autres pour initier le mouvement.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Le coefficient de frottement \(\mu_s\) est une valeur expérimentale, qui n'a pas d'unité. On ne peut pas le deviner, il doit être donné ou mesuré. Il dépend uniquement des deux matériaux en contact (ici, carton et parquet). Changer l'un des matériaux (par exemple, pousser le carton sur de la moquette) changerait la valeur de \(\mu_s\).
Normes (la référence réglementaire)
Il n'y a pas de "norme" au sens d'une loi obligatoire, mais les coefficients de frottement sont des données physiques standardisées en science des matériaux et en ingénierie. On les trouve dans des tables de référence (handbooks) pour les calculs de conception.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule du frottement statique maximal
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que le coefficient de frottement statique est constant sur toute la surface de contact entre le carton et le sol.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
On utilise le coefficient de frottement statique de l'énoncé et la valeur de la réaction normale.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Coefficient de frottement statique | \(\mu_s\) | 0,4 | (sans unité) |
| Réaction normale | \(N\) | 98 | \(\text{N}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Visualisez le frottement statique comme le "gardien de l'immobilité". Sa force maximale est le seuil à franchir pour le vaincre et mettre l'objet en mouvement.
Schéma (Avant les calculs)
On peut imaginer un zoom sur l'interface entre le carton et le sol pour visualiser les aspérités qui s'opposent au glissement.
Origine microscopique du frottement
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul du frottement statique maximal
Schéma (Après les calculs)
Le schéma représente la situation limite où la force de poussée est sur le point de vaincre le frottement statique maximal.
Seuil de glissement
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Ce résultat signifie qu'il faudra pousser avec une force horizontale très légèrement supérieure à \(39,2 \text{ N}\) pour que le carton commence à bouger. Toute force inférieure sera insuffisante.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Attention à ne pas utiliser le mauvais coefficient ! Pour calculer la force maximale avant que ça ne bouge, on doit impérativement utiliser le coefficient statique (\(\mu_s\)), et non le cinétique (\(\mu_k\)).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Synthèse de la Question 3 :
- Concept Clé : Le frottement statique a une valeur maximale qui représente le seuil de mise en mouvement.
- Formule Essentielle : \(F_{f,s,max} = \mu_s \cdot N\).
- Point de Vigilance Majeur : Utiliser le bon coefficient (\(\mu_s\)).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les pneus de voiture sont conçus pour avoir un coefficient de frottement statique très élevé avec la route (souvent proche de 1) pour garantir une bonne adhérence. Quand une voiture dérape (blocage des roues), elle passe en frottement cinétique, qui est plus faible, d'où la perte de contrôle et l'augmentation de la distance de freinage.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici quelques questions fréquentes.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si le sol était en carrelage mouillé, avec un \(\mu_s\) de 0,1, quelle serait la nouvelle force de frottement statique maximale ?
Question 4 : Si l'on pousse le carton avec 30 N, va-t-il se déplacer ?
Principe (le concept physique)
Pour déterminer si un objet se met en mouvement, il faut comparer la force qui tente de le déplacer (la poussée) à la force maximale que le frottement statique peut lui opposer. Si la poussée est inférieure ou égale à cette force maximale, le frottement statique est suffisamment fort pour l'annuler et l'objet reste immobile.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La force de frottement statique est une force de réaction. Elle n'a pas de valeur fixe. Sa valeur est exactement égale et opposée à la force de poussée, tant que cette dernière ne dépasse pas le seuil maximal \(F_{f,s,max}\). C'est une application directe du principe d'inertie (1ère Loi de Newton) à un système au repos : pour que l'objet reste immobile, la somme des forces horizontales doit être nulle.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
L'erreur la plus fréquente est de croire que la force de frottement statique est toujours égale à sa valeur maximale. Ce n'est pas le cas ! Elle s'adapte. Si vous poussez légèrement, elle résiste légèrement. Si vous poussez plus fort, elle résiste plus fort, jusqu'à sa limite.
Normes (la référence réglementaire)
Le principe d'inertie (1ère Loi de Newton) est le fondement de la statique. Il stipule que si la somme des forces agissant sur un objet est nulle, son état de mouvement ne change pas. S'il est au repos, il reste au repos.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Condition de non-mouvement
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que la force de poussée est appliquée horizontalement.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Nous utilisons la force de poussée donnée dans la question et la force de frottement statique maximale calculée précédemment.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Force de Poussée | \(F_{\text{poussée}}\) | 30 | \(\text{N}\) |
| Frottement Statique Maximal | \(F_{f,s,max}\) | 39,2 | \(\text{N}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Pensez à une corde à tirer. Si une équipe tire avec 30 N et que l'autre équipe a une force maximale de 39,2 N, la deuxième équipe n'a besoin de tirer qu'avec 30 N pour que la corde ne bouge pas. Elle n'utilise pas toute sa force.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma représente les forces horizontales en jeu : la poussée de 30 N vers la droite et la force de frottement statique qui s'y oppose vers la gauche.
Tentative de mouvement
Calcul(s) (l'application numérique)
Comparaison des forces
Schéma (Après les calculs)
Le schéma final montre que la force de frottement statique s'est ajustée pour être égale à la force de poussée, maintenant ainsi l'équilibre.
Équilibre Statique
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Puisque la force appliquée (\(30 \text{ N}\)) est inférieure à la force maximale que le frottement statique peut fournir (\(39,2 \text{ N}\)), l'objet ne bougera pas. La force de frottement s'ajustera pour être exactement égale à la poussée, soit \(30 \text{ N}\), mais en sens opposé, maintenant l'objet en parfait équilibre.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur serait de dire que la force de frottement est de \(39,2 \text{ N}\). C'est sa capacité maximale, mais pas la force qu'elle exerce réellement dans cette situation. Elle n'exerce que la force nécessaire pour maintenir l'équilibre.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Synthèse de la Question 4 :
- Concept Clé : Le frottement statique est une force variable qui s'adapte à la poussée.
- Condition : Si \(F_{\text{poussée}} \le F_{f,s,max}\), alors l'objet est immobile et \(F_{f,s} = F_{\text{poussée}}\).
- Point de Vigilance Majeur : Ne pas confondre la force de frottement statique avec sa valeur maximale.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Ce phénomène de "stiction" (le fait que le frottement statique soit supérieur au cinétique) est très important en ingénierie de précision. Dans des machines-outils ou des bras robotiques, il peut causer des petits à-coups ("stick-slip") lors de mouvements très lents et précis.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici quelques questions fréquentes.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si on pousse le carton avec une force de 25 N, quelle est la valeur de la force de frottement ?
Question 5 : Si l'on pousse avec 50 N, quelle est la force de frottement ?
Principe (le concept physique)
La force de poussée (\(50 \text{ N}\)) est maintenant supérieure à la force de frottement statique maximale (\(39,2 \text{ N}\)). Le "verrou" statique est brisé et le carton se met à glisser. Dès que l'objet bouge, le type de frottement change : on passe du frottement statique au frottement cinétique, qui a une valeur différente et généralement plus faible.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Une fois le mouvement amorcé, les aspérités des surfaces n'ont plus le temps de s'imbriquer aussi profondément les unes dans les autres. Elles "rebondissent" les unes sur les autres. C'est pourquoi la force de frottement nécessaire pour maintenir le mouvement (cinétique) est plus faible que celle nécessaire pour le démarrer (statique). Pour les faibles vitesses, on considère que cette force de frottement cinétique est constante.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Pensez à une expérience de tous les jours : c'est toujours plus dur de démarrer une armoire lourde que de continuer à la pousser une fois qu'elle glisse. C'est la manifestation directe de la différence entre le frottement statique (plus grand) et le frottement cinétique (plus petit).
Normes (la référence réglementaire)
Les modèles de frottement (statique/cinétique) sont des modèles simplifiés appelés lois de Coulomb sur le frottement sec. Ils sont très utilisés en physique et en ingénierie pour les calculs de base car ils donnent une bonne approximation de la réalité dans de nombreux cas.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule du frottement cinétique
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que le coefficient de frottement cinétique est constant et ne dépend pas de la vitesse du carton (ce qui est une bonne approximation pour les faibles vitesses).
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
On utilise le coefficient de frottement cinétique de l'énoncé et la valeur de la réaction normale.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Coefficient de frottement cinétique | \(\mu_k\) | 0,3 | (sans unité) |
| Réaction normale | \(N\) | 98 | \(\text{N}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Dès que l'énoncé vous dit "l'objet glisse" ou "est en mouvement", votre cerveau doit immédiatement ignorer le coefficient statique \(\mu_s\) et se concentrer uniquement sur le coefficient cinétique \(\mu_k\) pour calculer la force de frottement.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma montre que la force de poussée est maintenant plus grande que la force de frottement, ce qui va entraîner une accélération de l'objet.
Carton en mouvement
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul du frottement cinétique
Schéma (Après les calculs)
Le schéma illustre la situation dynamique : la force de poussée est plus grande que la force de frottement cinétique, ce qui crée une force nette vers la droite.
Forces en Mouvement
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Même si l'on pousse avec \(50 \text{ N}\), la force de frottement qui s'oppose au mouvement n'est que de \(29,4 \text{ N}\). La différence entre les deux forces (\(50 \text{ N} - 29,4 \text{ N} = 20,6 \text{ N}\)) est la force résultante qui va faire accélérer le carton (selon la deuxième loi de Newton).
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
La force de frottement cinétique n'est PAS égale à la force de poussée. Une fois en mouvement, elle a sa propre valeur, constante, qui ne dépend que de \(\mu_k\) et de \(N\). Ne tombez pas dans le piège de dire que le frottement est de \(50 \text{ N}\) !
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Synthèse de la Question 5 :
- Concept Clé : Quand un objet glisse, le frottement devient cinétique.
- Formule Essentielle : \(F_{f,k} = \mu_k \cdot N\).
- Point de Vigilance Majeur : La force de frottement cinétique est indépendante de la force de poussée (tant qu'elle est suffisante pour maintenir le mouvement).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Dans les sports comme le curling ou le patinage sur glace, on cherche à avoir le coefficient de frottement cinétique le plus faible possible. Pour les patins, la fine couche d'eau liquide qui se forme sous la lame à cause de la pression agit comme un lubrifiant et réduit considérablement ce frottement, permettant de glisser très loin.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici quelques questions fréquentes.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si la masse du carton était de \(20 \text{ kg}\) (poids = \(196 \text{ N}\)), et qu'on le poussait pour qu'il se déplace, quelle serait la force de frottement cinétique (\(\mu_k = 0,3\)) ?
Outil Interactif : Simulateur de Frottement
Utilisez les curseurs pour changer la masse du carton et la force avec laquelle vous le poussez. Observez comment les forces de frottement réagissent et si le carton se met en mouvement.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. La force de frottement est une force qui...
2. De quels facteurs dépend principalement la force de frottement ?
3. Le coefficient de frottement statique (\(\mu_s\)) est généralement...
4. Si on double le poids d'un objet sur une surface horizontale, la force de frottement maximale...
5. L'unité du poids, qui est une force, est le...
Glossaire
- Force de Frottement
- Force qui naît du contact entre deux surfaces et qui s'oppose à leur mouvement relatif.
- Poids
- Force d'attraction gravitationnelle exercée par une planète (comme la Terre) sur un objet. Son unité est le Newton (N).
- Réaction Normale
- Force exercée par une surface sur un objet en contact avec elle. Elle est toujours perpendiculaire à la surface.
- Coefficient de Frottement
- Nombre sans unité qui caractérise le degré de "rugosité" entre deux surfaces. Il en existe un pour le frottement statique (\(\mu_s\)) et un pour le cinétique (\(\mu_k\)).
D’autres exercices de physique niveau 3 ème:
0 commentaires