Cet article explique ce qu'est le coefficient de frottement dynamique (ou coefficient de frottement dynamique) en physique et comment il est calculé. De plus, vous trouverez un exemple concret de calcul du coefficient de frottement dynamique pour mieux comprendre le concept.
Qu'est-ce que le coefficient de frottement dynamique ?
Le coefficient de frottement dynamique , ou coefficient de frottement dynamique , est un coefficient qui indique le frottement entre les surfaces de deux corps lorsque l'un glisse sur l'autre.
Le coefficient de frottement dynamique est un coefficient sans dimension, c'est-à-dire qu'il n'a pas d'unité.
De plus, le coefficient de frottement dynamique est généralement représenté par le symbole μd .
Comment calculer le coefficient de frottement dynamique
Le coefficient de frottement dynamique est égal au rapport entre la force de frottement dynamique (ou force de frottement) et la force normale. Par conséquent, le coefficient de frottement dynamique est calculé en divisant la force de frottement dynamique par la force normale.
En bref, la formule du coefficient de frottement dynamique est :
Où:
-
est le coefficient de frottement dynamique, qui est sans unité. -
est la force de frottement ou frottement dynamique, exprimée en newtons. -
est la force normale, exprimée en newtons.
Exercice résolu sur le coefficient de frottement dynamique
Maintenant que nous connaissons la définition du coefficient de frottement dynamique et quelle est sa formule, vous trouverez ci-dessous un exercice résolu sur ce sujet.
- Nous plaçons un corps de masse m=6 kg au sommet d'un plan incliné à 45º. Si le corps glisse sur le plan incliné avec une accélération de 4 m/s 2 , quel est le coefficient de frottement dynamique entre la surface du plan incliné et celle du corps ? Données : g=10 m/s 2 .
La première chose que nous devons faire pour résoudre tout problème de physique concernant la dynamique est de dessiner le diagramme du corps libre. Ainsi, toutes les forces qui agissent dans le système sont les suivantes :
Dans la direction de l'axe 1 (parallèle au plan incliné) le corps a une accélération, cependant, dans la direction de l'axe 2 (perpendiculaire au plan incliné) le corps est au repos. A partir de ces informations, nous proposons les équations des forces du système :
Ainsi, nous pouvons calculer la force normale à partir de la deuxième équation :
![\begin{array}{l}N=P_2\\[3ex]N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha) \\[3ex] N=6 \cdot 10 \cdot \ text{cos}(45º)\\[3ex]N=42,43 \ N\end{array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-59341555fe3d5fe315ceb1864547873b_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
D'autre part, on calcule la valeur de la force de frottement (ou force de frottement) à partir de la première équation présentée :
![\begin{array}{l}P_1-F_R=m\cdot a\\[3ex]F_R=P_1-m\cdot a\\[3ex]F_R=m\cdot g\cdot \text{sin} (\alpha)-m\cdot a\\[3ex]F_R=6\cdot 10\cdot \text{sin}(45º)-6\cdot 4\\[3ex]F_R=18.43 \ N\end{ array}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d8f2aff2a81d98ddcea04b1988282fda_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Et une fois que l’on connaît la valeur de la force normale et de la force de frottement, on peut déterminer le coefficient de frottement dynamique à l’aide de sa formule correspondante :
Coefficient de frottement dynamique et statique
Le coefficient de frottement statique est le coefficient de frottement qui relie la force normale et la force de frottement lorsque le mouvement est destiné à démarrer (mais le corps est encore au repos).
Ainsi, le coefficient de frottement statique est utilisé pour calculer la force de frottement statique, c'est-à-dire la force de frottement qui doit être surmontée pour initier le mouvement.
Normalement, le coefficient de frottement dynamique est inférieur au coefficient de frottement statique. La force de frottement dynamique est donc également inférieure à la force de frottement statique.
Valeurs du coefficient de friction dynamique
Dans le tableau suivant, vous pouvez voir quelques valeurs communes du coefficient de frottement dynamique et du coefficient de frottement statique :
| Surfaces de contact | Coefficient de frottement statique (μ e ) | Coefficient de frottement dynamique (μ d ) |
|---|---|---|
| Cuivre sur acier | 0,53 | 0,36 |
| Acier sur acier | 0,74 | 0,57 |
| Aluminium sur acier | 0,61 | 0,47 |
| Caoutchouc sur ciment | 1 | 0,8 |
| Bois sur bois | 0,25-0,5 | 0,2 |
| bois sur cuir | 0,5 | 0,4 |
| téflon sur téflon | 0,04 | 0,04 |
Gardez à l'esprit que ces valeurs peuvent varier car elles dépendent de nombreux facteurs tels que la rugosité de la surface, la température, etc.