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Zone d’entraide

Question de l’élève

Secondaire 5 • 1a

Je ne comprends pas du tout la force de frottement et comment la calculer. Quelqu'un peut m'aider?

Physique
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Explications (1)

  • Explication d'Alloprof

    Explication d'Alloprof

    Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.

    Options
    Équipe Alloprof • 1a

    Merci pour ta question!


    La force de frottement est la force entre deux surfaces qui sont en contact et qui tend à s'opposer au mouvement de glissement de ces deux surfaces.


    Par exemple, les freins fonctionnent en appliquant des plaquettes sur une roue. La friction entre la roue et les freins diminue le mouvement des roues. Il s'agit d'une force de friction. Aussi, si tu appuies fort sur un objet et que tu tentes de glisser ta main, tu verras qu'il y a une résistance. Il s'agit aussi d'une force de friction. Puis, le fait même de rester immobile en un endroit dépend d'une force de frottement.

    Sans force de frottement, tout glisserait en tout temps jusqu'à atteindre le point le plus bas possible. Ce serait pire qu'une patinoire!


    La manière la plus simple de calculer la force de frottement consiste de trouver la différence entre la force motrice et la force résultante.

    $$F_f=F_m-F_R$$

    Légende :

    • Ff : force de frottement

    • Fm : force motrice

    • FR : force résultante

    Effectivement, les forces de frottement existent partout, sauf dans le vide parfait, et s'opposent aux forces motrices. Pense, par exemple, à une plume qui tombe plus lentement qu'une balle car elle subit une plus grande force de frottement avec l'air.


    Cependant, il n'est pas toujours possible de calculer la force de frottement de cette manière. Effectivement, il faut parfois la déterminer en utilisant d'autres données.

    Pour ce faire, il faut comprendre qu'il y existe deux types de frottement :

    • le frottement statique : le frottement qui empêche un objet d'entrer en mouvement

    • le frottement cinétique : le frottement qui entrave un objet en mouvement

    On appelle aussi le frottement statique « adhérence ».


    Ces deux types de frottement se distinguent aussi sur un graphique :

    Force_de_frottement.jpg

    On constate que plus la force motrice appliquée est grande, plus la force de frottement augmente jusqu'à ce qu'elle baisse soudainement et devienne constante. Concrètement, ceci représente un objet qui reste immobile jusqu'à ce que la force soit suffisante pour qu'il se déplace. Pense à lorsque tu pousses un objet lourd. Cela prend parfois un certain délai avant qu'il se mette à bouger et que la force à appliquer soit moins grande. Les deux types de force de frottement ne s'appliquent donc pas en même temps.


    Dans le cadre du cours au secondaire, toutefois, on considère que le frottement statique et le frottement cinétique ont des valeurs fixes. Il faut comprendre cette approximation, cependant.


    Les deux types de force de frottement sont calculées différemment avec des coefficients qui varient de 0 (peu de frottement) à l'infini (beaucoup de frottement).

    • Le coefficient de frottement statique (μs) est utilisé lorsqu'un objet est immobile et représente un rapport entre la force de frottement statique d'un objet et la force normale

    • Le coefficient de frottement cinétique (μc) est utilisé lorsqu'un objet est en mouvement et représente un rapport entre la force de frottement cinétique d'un objet et la force normale

    Les deux coefficients sont désignés par la lettre grecque mu (μ), mais on indique souvent un c ou un s en indice selon qu'il s'agit de la force de frottement statique ou cinétique.


    Finalement, pour trouver la valeur de la force de frottement, on utilise la force normale :

    $$F_f=\mu • F_N$$

    Légende :

    • Ff : force de frottement

    • μ : coefficient de frottement

    • FN : force normale


    Cette page du site d'Alloprof peut t'aider aussi : https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/physique/la-force-de-frottement-p1018


    N'hésite pas si tu as d'autres questions!