Les frottements solides

Résumé du document

Dans le cadre de notre projet sur les frottements solides on pourrait partir d'un premier constat : un objet, un livre par exemple, posé sur une table est immobile.

Extraits

[...] C'est pourquoi on distingue les frottements de glissement des frottements de roulement. Cependant notre expérimentation a des limites et il demeure des incertitudes élevées sur les résultats des frottements de roulement c'est pourquoi nous avons imaginé un autre protocole expérimental qui nous permettrait d'aller plus loin dans l'étude des frottements de roulement : en effet avec une plus grande échelle nous aurions eu de meilleurs résultats, comme par exemple une voiture sur une longue plaque que l'on incline peu à peu, ou un gros cylindre avec la même expérience. [...]

[...] _ on change le matériau du solide et on regarde si l'objet va mieux glisser ou pas. _ on change le matériau de la plaque et on regarde si cela a un influence sur α. _ on change la surface de l'objet et on regarde si il y a une influence sur α. _ la lubrification de l'objet va-t-elle faire glisser l'objet plus facilement ? Résultats de l'expérience 1 : _ influence du poids : on se sert d'une boite en carton vide dans laquelle on peut rajouter une petite plaque en bois pois pouvoir l'alourdir. [...]

[...] On considère alors différents couples de matériaux comme paramètres variables. On a ainsi trois matériaux de surface identique (bois, métal : aluminium, plastique : erthalon). Couple bois/bois : μc = 0.48 et μs = Couple métal/métal : μc = 0.22 et μs = Couple erthalon/plexiglas : μc = 0.296 et μs = Influence de la rugosité : avec la plaque de métal et le solide rugueux on a : μc = 0.44 et μs = Avec la plaque de bois et le solide rugueux on a : μc = 0.73 et μs = La nature rugueuse des matériaux confirme bien le fait que le coefficient de frottement dépend de la nature du matériau. [...]

[...] Cette observation met en évidence l'existence d'une force qui va s'opposer jusqu'à un certain point à la mise en mouvement de l'objet : la force de frottement de glissement. En effet par définition le frottement est une interaction qui s'oppose à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact. On distingue néanmoins la force de frottement statique (lorsque le livre est encore immobile sur la table inclinée) de la force de frottement cinétique (lorsque le livre glisse sur la table inclinée a une vitesse constante). Les frottements statiques empêchent un mouvement de démarrer tandis que les frottements cinétiques s'opposent à un mouvement déjà établi. [...]

[...] _ frottements de roulement : on fait rouler plusieurs cylindres sur une plaque de métal : on peut voir qu'ils se mettent en mouvement à partir d'un angle α insignifiant (entre 3 et suivant la nature de l'objet et de la plaque). L'incertitude serait trop importante pour pouvoir donner un résultat précis et significatif. Si on prend un angle élevé ( α on observe qu'au lieu de rouler le cylindre se met à glisser. On constate que ces mises en mouvement ne dépendent que de la nature de la plaque et de l'objet. [...]