Terminale STI GE

M10 : Frottements

FROTTEMENTS
I. Définition du frottement et de l’adhérence :
Exemple : SOLIDE 1 SUR UN PLAN HORIZONTAL 0.

A0/1
SOLIDE 1

Normale au contact

ϕ

B

PLAN HORIZONTAL 0

A

P1
On remarque que : • La force en B doit atteindre une certaine valeur B1 pour permettre le déplacement de 1 sur 0. o B ≤ B1 ⇒ 1 tend à se déplacer mais ne se déplace pas, on dit qu’il y a adhérence. o B > B1 ⇒ 1 se déplace (glisse), on dit qu’il y a frottement.
La limite entre l’adhérence et le frottement est appelée : équilibre strict (B = B1).

•

Les trois forces restent concourantes. Pour cela, le point A s’est déplacé vers la droite.
La force en A de 0 sur 1 s’oppose au glissement éventuel de 1 par rapport à 0.

• • • • •

L’angle d’inclinaison de la force en A défini le facteur (coefficient) de frottement (noté f) entre 0 et 1.
A0/1 P1

f = tan ϕ → f dépend :

des matériaux, de la rugosité, de la lubrification, des surfaces en contact.

Les trois remarques précédentes permettent de construire le dynamique des forces à l’équilibre strict :
B

Lois de Coulomb : On utilise un cône pour donner une "image" aux angles liés au frottement et à l’adhérence. Il faut un plus grand effort en B pour mettre 1 en mouvement (adhérence) que pour maintenir ce mouvement (frottement). Il existe donc pour un même couple de matériaux en contact :
Cône de frottement Cône d’adhérence On étudie généralement un cas d’adhérence ou de frottement, on peut donc simplifier la notation ϕ en ϕ.

ϕ

ϕS

B

ϕ : Angle de frottement

ϕS : Angle d’adhérence

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Terminale STI GE Conclusion :
ADHERENCE La force en A est dans le cône d’adhérence Equilibre strict La force en A est sur le cône d’adhérence

M10 : Frottements

FROTTEMENT La force en A est sur le cône de frottement

A0/1

A0/1

A0/1

ϕS

ϕS ϕ A
Remarque :

A
A

Déplacement

Dans le cas du FROTTEMENT, il y a déplacement entre les deux pièces