Différence principale - friction statique vs friction cinétique

Frottement statique et frottement cinétique sont les deux types de friction: ils agissent lorsque deux surfaces se déplacent ou tentent de se déplacer l'une contre l'autre, et résistent au mouvement. Les différence principale entre le frottement statique et le frottement cinétique est que le frottement statique agit alors que les surfaces sont au repos tandis que le frottement cinétique agit lorsqu'il y a un mouvement relatif entre les surfaces.

Qu'est-ce que le frottement statique

Le frottement statique est le force de frottement agissant entre deux surfaces qui tentent de se déplacer, mais ne bougent pas. Pensez à avoir un bloc de bois sur une table. Si vous y attachez une ficelle et que vous la tirez avec une force très faible, elle ne bougera pas. Puisque vous appliquez une force dans la direction "vers l'avant", selon la première loi de Newton, il doit y avoir une autre force "vers l'arrière" pour maintenir l'objet au repos. C'est la force de frottement. Il agit le long des deux surfaces, dans le sens opposé au sens du mouvement tenté.

Imaginez maintenant que vous augmentez la force de traction. Pendant un moment, le bloc ne bougeait toujours pas. Pour que les forces restent équilibrées, la force de friction doit également augmenter à mesure que vous augmentez la force de traction. Finalement, à un moment donné, votre force de traction pourra surmonter la friction et l'objet commencera à bouger. Lorsque l'objet commence à peine à bouger, la force de frottement statique a atteint sa valeur maximale.

Le frottement statique maximum (

) entre deux surfaces est donnée par

où

est la taille de la force de contact normale entre les deux surfaces.

est appelé le coefficient de frottement statique et a une valeur constante pour deux types de surfaces. par exemple.

pour l'acier sur acier est d'environ 0,74 tandis que pour l'aluminium sur acier, il est d'environ 0,61.

Qu'est-ce que la friction cinétique

Le frottement cinétique est le force de frottement agissant entre deux surfaces en mouvement l'une contre l'autre. Pour revenir à notre exemple consistant à faire glisser un bloc de bois sur une table, une fois que le bloc se déplace, il subira une friction cinétique. Le frottement cinétique restera en grande partie le même pour les deux surfaces quelle que soit leur vitesse relative. Il fluctuera dans le temps, mais il le fera autour d'une valeur moyenne fixe.

La grandeur du frottement cinétique est donnée par:

où

est à nouveau la taille de la force de contact normale entre les deux surfaces.

est appelé le coefficient de frottement cinétique et a également une valeur constante pour deux types de surfaces. La valeur du coefficient de friction cinétique est toujours inférieure au coefficient de friction statique entre deux surfaces, ce qui signifie que la force de friction cinétique subie par un objet est toujours inférieure à la force maximale de friction statique subie entre elles.

pour l'acier sur acier est d'environ 0,57 tandis que pour l'aluminium sur acier, il est d'environ 0,47.

Différence entre le frottement statique et cinétique - Le graphique montre comment la force de frottement entre deux surfaces change à mesure que la force de traction augmente. Le frottement statique augmente régulièrement pendant que l'objet reste stationnaire, et il descend au frottement cinétique lorsque l'objet est en mouvement.

Aucune surface n'est parfaitement lisse, une surface contient des « bosses » microscopiques. Lorsque deux surfaces se déplacent l'une contre l'autre, ces bosses s'imbriquent l'une contre l'autre et s'opposent au mouvement. La friction naît de cette opposition.

Différence entre le frottement statique et cinétique

Définition du frottement statique et du frottement cinétique

Frottement statique est la force de friction agissant entre deux surfaces qui tentent de se déplacer, mais ne se déplacent pas.

Frottement cinétique est la force de frottement agissant entre deux surfaces en mouvement l'une contre l'autre.

Quand il agit

Frottement statique agit lorsque les surfaces ne sont pas en mouvement relatif les unes par rapport aux autres.

Frottement cinétique agit lorsque les surfaces sont en mouvement relatif l'une contre l'autre.

Varier

Frottement statique augmente linéairement avec la force appliquée jusqu'à atteindre une valeur maximale.

Frottement cinétique reste constant quelle que soit la force appliquée.

Taille comparative

Frottement statique pourrait avoir une valeur inférieure ou supérieure à la valeur du frottement cinétique.

Frottement cinétique a une valeur inférieure à la valeur maximale du frottement statique.

Les références

Young, H.D., & Freedman, R.A. (2012). La physique universitaire de Sears et Zemansky: avec la physique moderne. Addison-Wesley.

Image de courtoisie

« Alors que la force augmente progressivement sur une masse, la force de friction augmente avec elle jusqu'à ce que l'objet commence à se déplacer, auquel cas il subit une friction cinétique. » par Loodog (Collecté dans un laboratoire de physique à l'aide d'un capteur Vernier Dual-Range Force) [CC BY-SA 3.0], via Wikipedia