3.2 CALCUL DE LA FORCE DE FROTTEMENT

 

 

*Schématisons la situation

 Cherchons à déterminer f valeur de la force de frottement (ou réaction tangentielle) entre les points A et B. Le référenciel galiléen pendant la durée de l’expérience est la salle de laboratoire.

*Données : Le travail d’une force de frottement est constante f est en général résistant (sauf pour des roues motrices, des chaussures sur le sol,…). Le travail de cette force de frottement constante  d’un point A à un point B s’exprime par :

L’angle entre les deux directions des deux vecteurs

 

 

avec cos(f ;AB) en radiant f, valeur de force en N, AB distance entre A et B en m et W(f) A®B en J.

Or la force de frottement est colinéaire et de sens contraire au déplacement donc l’angle formé entre les deux vecteurs f et AB vaut constamment 180°.

 

Le système {voiture téléguidée} est soumis à l’action de trois forces :

Son poids P, la réaction normale du support et la force de frottement f.

Le travail de RN est nul car cette force est orthogonale au déplacement. Le travail du poids P est W(P) A®B = m*g(zA-zB).

Il est moteur car zA-zB>0

Calculons zA-zB. Nous avons zA-zB = AH.

Or, sina = AH/AB, donc zA-zB = AB*sina.

Le travail de la force de frottement est W(f) A®B = -f*AB

 

On peut donc appliquer le théorème de l’énergie cinétique entre A et B avec vA = 0 et EC = 0.

 

 

Nous avons ainsi obtenu la relation permettant de calculer f.

A.N f = (-1) *((3.0 * 2.2 - 2(3.0*9.81*98*10^-2*sin(21°))/(2*98*10^-2) )* (-1)

      f =2.3 N

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