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Charges dans un champ magn´ etique, frottement sur plan inclin´ e

2.14.2

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Exp´eriences avec frottements sec

Mesure des coefficients de frottement statique et cin´etique On peut imaginer la mesure suivante des coefficients de frottement statique et cin´etique µs et µc [26]. L’objet est pos´e immobile sur un plan inclin´e. En inclinant le plan de plus en plus, la pesanteur tend de plus en plus `a faire glisser l’objet. Tant qu’il n’y a pas de glissement, N + F + P = 0. L’angle critique αs est celui qui provoque le d´ecrochement, le d´ebut de la glissade. A cet angle, en projetant le bilan des forces sur la normale et la tangente `a la surface, on a N = P cos αs µs N = P sin αs d’o` u on tire µs = tg αs . Pour mesurer µc on peut imaginer une exp´erience o` u le solide, soumis ` a la pesanteur, glisse `a vitesse constante sur le plan inclin´e d’un angle αc (fig. 2.37). On a encore N + F + P = 0 et en projetant les forces comme avant : µc = tg αc . F

N

a a

mg

Fig. 2.37 Plot arrˆet´e ou en mouvement uniforme sous l’effet combin´e de la pesanteur et de la force de frottement.

Exemple 2.8 Manche en bois soutenu par deux doigts Une cons´equence amusante de la diff´erence entre les coefficients cin´etique et statique se manifeste dans l’exp´erience suivante. Un manche de bois est soutenu par deux doigts tendus (fig. 2.38), plac´es d’abord aux extr´emit´es du manche. Les doigts sont lentement rapproch´es. On observe qu’un seul doigt glisse ` a la fois. Ce ph´enom`ene est une cons´equence de la diff´erence des coefficients cin´etiques et statiques de frottement (probl`eme 5.10 ; [27]). A

B

a

G

b

Fig. 2.38 Les doigts soutiennent la barre en A et B. G est le centre de masse.

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Mecanique 1  

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