Le dispositif ci-dessus a été utilisé par le physicien
français C.-A. Coulomb au XVIIIe siècle lors de ses
un traîneau de masse m, est relié par une poulie à un
expériences sur le frottement statique. Dans ce dispositif,
plateau sur lequel on peut poser des masses marquées,
ceci afin de mettre le traîneau en mouvement. On note
On admet que la valeur de la force exercée par le fil
m la masse du plateau avec ou sans masses marquées.
sur le traîneau dans le référentiel terrestre est égale
la force exercée par le support sur le traineau en une
au poids du plateau chargé ou non. On décompose
force perpendiculaire au support notée R, et une force
de frottements parallèle au support s'opposant au
mouvement, notée R..
Pour plusieurs masses du traîneau, on a relevé les
masses minimales du plateau chargé permettant de
mettre le traîneau en mouvement.
Masse du traîneau m
(en kg)
Masse du plateau m
(en kg)
8,5 12
3,7
50 90
5,5 9,3 22 40
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a. Faire le bilan des forces s'exerçant sur le traîneau
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
entre :
- la valeur R, de la force Rug et mp;
- la valeur RN de la force RN, g et m₁.
d. C.-A. Coulomb a établi que la valeur de la force R
est proportionnelle à celle de la force R dès que le
glissement est amorcé : R₂ = μ × R. 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 p
n'a pas d'unité.
f. Déterminer le coefficient de frottement statique
pour cette situation.
