Le dispositif ci-dessus a été utilisé par le physicien français C.-A Coulomb lors de ses expériences sur le frottement statique. Dans ce dispositif un traîneau de masse mt est relié par une poulie à un plateau sur lequel on peut poser des masses marquées ceci afin de mettre le traineau en mouvement. On note mp la masse du plateau avec ou sans masse marquées
On admet que la valeur de la force exercée par le fil
sur le traîneau dans le référentiel terrestre est égale au poids du plateau chargé ou non.On décompose la force perpendiculaire au support notée Rn et une force de frottements parallèle au support s'opposant au mouvement, notée Rt.
Pour plusieurs masses du traîneau, on a relevé les
masses minimales du plateau chargé permettant de
mettre le traîneau en mouvement.
Masse du plateau mp
(en kg)
8,5 12
(31
Un saut en p
la valeur de
la force de fi
le sauteur c
trainée, qui
à vitesse co
Détermin
de masse m
20 50 90
3,7 5,5 9,3 22
40
a. Faire le bilan des forces s'exerçant sur le traineau
lorsqu'il est immobile dans le référentiel terrestre.
b. Les schématiser, sans souci d'échelle. On assimile le
traîneau à un point.
c. Établir, lorsque le traîneau est immobile, la relation:
-La valeur Rt de la force Rt ,g et mp
- La valeur Rn de la force Rn, g et mt
d. C.-A. Coulomb a établi que la valeur de la force Rt
est proportionnelle à celle de la force Rn dès que le
glissement est amorcé: Rt = μ x Rn . Le coefficient de
proportionnalité μ est appelé coefficient de frottement
statique.
Vérifier graphiquement la relation de Coulomb.
e. Montrer que le coefficient de frottement statique μ
n'a pas d'unité.
f. Déterminer le coefficient de frottement statique μ
pour cette situation.
