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Mesurer coefficient de frottement



  1. #1
    STAIRSJUMPER

    Mesurer coefficient de frottement


    ------

    Bonjour à tous, j'ai désespérement besoin d'aide.

    Je dois pour Lundi dernier delai trouver une manière de mesurer le coefficient de frottement entre deux solides, sans matériel de physique particulier puisque c'est à faire chez moi !

    En espérant que vous pourrez m'aider.
    Marine

    -----

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  3. #2
    oOPtiluOo

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Lu

    Le coefficient de fortement est exprimé suivant la loi de Coulomb:

    T=µN

    Si tu place un solide sur un plan, et que tu l'incline, au bout d'un moment le poids du solide (dont N est composante) est suffisant pour le faire glisser (T étant le frottement statique). En nottant l'angle a partir duquel ton solide glisse, tu auras le coefficient de frottement statique.

    Après, tu mesure la vitesse de chute, quand celle çi est stable, et tu auras le coefficient dynamique.

    ++

  4. #3
    LPFR

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Bonjour.
    Parfaitement.
    Et pour mesurer la vitesse finale chez vous, vous pouvez faire comme Galilée, et placer l'extrémité du plan juste au bord de la table et mesurer le point de chute au sol. Un petit calcul vous permettra de calculer la vitesse et ainsi le coefficient de friction dynamique.
    Au revoir.

  5. #4
    STAIRSJUMPER

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Merci à vous deux. En relisant bien tout ça, je me suis rendue compte que ce sont seulement les coefficients de frottement statiques que je dois calculer, et vos réponse m'aident beaucoup.

    J'ai une dernière question, lorsque l'on a trouvé notre angle, quels sont les calculs à faire ?
    Dernière modification par STAIRSJUMPER ; 21/11/2010 à 16h03.

  6. #5
    oOPtiluOo

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Re
    He bien pose le PFS :
    somme des forces=0
    Le mieux étant de se placer dans le repère lié au plan et non celui au sol. Il y a deux forces :

    le poid
    la réaction dont la composante sur x est donnée par la formule (T)

    Tu projettes sur tes axes et le tour est joué

    ++

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    STAIRSJUMPER

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    C'est bien sur ce que je pensais faire, mais j'avoue que je bloque.

    Le poids, je l'ai, pas de problème de ce côté là, mais pour la composante sur x de la réaction du support, je bloque. (C'est ce que je cherche en quelques sorte, je n'ai pas le droit de la calculer à l'aider des coefficients de frottement.)

    Je me doute que ça doit être à l'aide de l'angle d'inclinaison, mais là je bloque, je n'arrive pas à trouver comment faire.

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  10. #7
    oOPtiluOo

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Fait un dessin, et utilise le projection au moyen des formule trigos
    La composante sur x compense T, la composante sur y est N. Voilà, je penses que tu peux le faire...

  11. #8
    STAIRSJUMPER

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Merci beaucoup, c'est terriblement bête à faire mais je coinçais, maintenant tous est parfait, encore merci beaucoup !

  12. #9
    shyjaa

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Slt, j'ai une autre question : ma prof de physique nous dit que le coefficient de frottement ne peut etre supérieur à 1, mais j'ai survolé des sites où il peut l'être --> dans quel cas, pourquoi dit-on qu'il ne peut pas être supérieur à 1? (réponse niveau 1ère de lycée fr svp, pas besoin des détails

  13. #10
    LPFR

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Citation Envoyé par shyjaa Voir le message
    Slt, j'ai une autre question : ma prof de physique nous dit que le coefficient de frottement ne peut etre supérieur à 1, mais j'ai survolé des sites où il peut l'être --> dans quel cas, pourquoi dit-on qu'il ne peut pas être supérieur à 1? (réponse niveau 1ère de lycée fr svp, pas besoin des détails
    Bonjour et bienvenu au forum.
    Le coefficient de frottement peut être plus grand que 1 mais c'est très rare et difficile à faire.
    Probablement le coefficient de frottement des pneus de F1 est un peu plus grand que 1. Mais ces valeurs sont gardées secrètes.
    En tout cas, dans les valeurs que l'on trouve sur les tables (qui sont pompées les unes des autres et qui ne sont pas très fiables), on ne trouve pas d'exemple plus grand que 1.
    Mais il n'y a pas de raison théorique qui limite sa valeur.
    Au revoir.

  14. #11
    shyjaa

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Thx =D Mais disons par exemple qu'une voiture veuille effectuer un virage de rayon 30,5 m à 90km/h, le coefficient de frottement devrait donc tourner autour de 2. Je réponds donc "impossible", car µ>1, mais que se passe-t-il alors pour le mec qui a engagé son virage à 90km/h? Il dérape car les forces de frottement ont un espèce de maximum (1) ?

  15. #12
    LPFR

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Re.
    Il finit dans le mur ou dans le canal en bas.
    A+

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  17. #13
    oOPtiluOo

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Re
    Quand on parle de coefficients de frottement, on peux parler de plusieurs choses :

    Le coefficient de frottement statique (µs), celui dont on parle ici, qui définit la relation entre force normale et tangencielle (le frottement) pour mettre en mouvement le solide. Ici (0<µs<1)

    Le coefficient de frottement dynamique (µd), déterminant la force tangencielle du solide en mouvement. Il peux s'exprimer de deux façons différentes, suivant les hypothèse :

    solide rugueux et peu déformable (ex : pierre, acier) qui se calcule de façon similaire(avec 0<µds<1)

    solide lisse ou déformable (ex : cahoutchouc) qui là dépend de la surface de contact, et dépend généralement de la vitesse :
    T=S*µd*V² par exemple
    dans ce cas, il me semble que µd ne soit pas borné entre 0 et 1

    ++

  18. #14
    LPFR

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Citation Envoyé par oOPtiluOo Voir le message
    ... Ici (0<µs<1)
    ...
    solide rugueux et peu déformable (ex : pierre, acier) qui se calcule de façon similaire(avec 0<µds<1)
    ...
    Re.
    Rien n'exige ni prouve que le coefficient de friction doive être inférieur à 1.
    A+

  19. #15
    oOPtiluOo

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Re

    Heu pour un coefficient de la loi de Coulomb, si... (enfin, je peux me tromper)
    Mais je n'ai pas la démo sous la main là, dsl. Mais ça vient du raisonnement suivant :
    En fait que la résultante tangentielle soit proportionnelle a la force normale était une vrai énigme à l'age d'or de la mécanique, car pour la mécanique des milieux continus, on parle plutôt de proportionnalité à la surface (comme en mécaniques des fluides)...
    Mais en fait, on a une déformation plastique des rugosité en fonction de la force normal, augmentant la surface de contact, et donc la force de frottement. d'où le fait que la loi de Coulomb ne s'applique pas au milieux peu rugueux ou faiblement déformable (dans le cas du cahoutchouc, surface de contact = surface effective).
    Pour un coefficient de frottement statique supérieur a 1, on aurais surface de contact>surface effective... Absurde !!!

    ++

    PS : il faut que je retrouve l'expression de ce coefficient de frottement dans le cadre de ce modèle pour justifier mes propos

  20. #16
    Tifoc

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Bonsoir,

    Généralement (mais ce n'est pas une regle, donc on fait bien comme on vaut ), quand on parle de coefficient de frottement, noté f, il s'agit d'un facteur de physique théorique (pour certains ceci est un pléonasme) exprimant le rapport T/N (je passe sur les signes) comme l'a dit oOPtiluOo, qui concerne le contact ponctuel entre deux solides. Il semble (j'ai pas vérifié) que dans le cadre de ces hypothèses, on ne trouve jamais f>1.
    Maintenant quand on passe à la pratique, les solides ne le sont pas toujours et les contacts ponctuels "s'élargissent"... Dans le cas d'un pneu, on a d'un coté un simili solide (l'asphalte), de l'autre un corps dont la fonction même lui interdit de se comporter comme un solide (sinon on prend l'arbre !). Quant à la nature du contact, il est tout sauf ponctuel. Et en plus, la surface est rugueuse...
    Dans ce cas, on parle toujours de rapport T/N mais on l'appelle facteur d'adhérence et on le note µ. Il n'est pas calculé mais déterminé par mesure. Il varie selon tout un tas de facteurs et n'st même pas le même selon les directions longitudinale et transversale.
    Il vaut (en longitudinal) 1 à 1,2 selon qu'on accélère ou qu'on freine (eh oui, c'est bizarre ). Sur des slicks (pneu de compet) on monte à 2,5, et sur ceux d'une F1 3,5 !
    Et en transversal c'est (en gros) 60% du longitudinal dans la zone de fonctionnement en roulement (parce que ça change en dehors de cette zone, mais on sort carrément du niveau 1ere de lycée).

    Cordialement,

    ps : je trouve que votre message de 16h21 est révélateur d'un excellent état d'esprit critique

  21. #17
    LPFR

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Bonjour Tifoc.
    Très intéressant. Je n'ai jamais réussi à trouver des valeurs des coefficients de frottement pour la F1.
    Je les trouve énormes. Est-ce que vos sources sont dignes de confiance? Pouvez-vous les donner?
    Je suis surpris qu'on ne les trouve pas sur wikipedia. Le mieux que l'on trouve est:
    Cast iron Copper 1.05
    Concrete (dry) Rubber 1.0

    À titre de curiosité, dans un article dans Scientific American, il y a plusieurs décennies, quelqu'un avait utilisé un produit dont le coefficient de friction statique était plus faible que le coefficient de friction dynamique. Il s'agissait du "Graflon" fabrique par Dupont (comme le Teflon) et qui était quelque chose comme du Teflon chargé avec du graphite.

    Et je préfère l'ancienne notation avec µ à la place de 'f' pour les coefficients. Les µ évitent des confusions avec les forces.
    Au revoir.

  22. #18
    Tifoc

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Bonjour LPFR,

    Dès qu'on veut étudier les pneumatiques, on se heurte au "secret industriel" Les valeurs exactes sont d'autant plus difficiles à trouver que ce facteur d'adhérence est infiniment variable en fonction de tout un tas de paramètres. Mais on arrive facilement à estimer des valeurs moyennes autour desquelles varient les valeurs réelles. Par exemple un véhicule de tourisme s'arrête en 32m à 90 km/h (performance actuelle d'une berline). Les équations horaires permettent de calculer l'accélération que subit ce véhicule et le rapport T/N s'exprime comme le rapport a/g en considérant l'accélération constante (ce qui est une hypothèse raisonnable dans le cas d'un freinage, ça ne le serait pas du tout pour un démarrage départ arrêté).
    Dans le cas d'une F1, la seule chose que je sais de manière "sûre" de par mes contacts, c'est qu'elle peut subir, au freinage, une accélaration de 4,5g. J'avais en prime vérifié (à la louche !!!) un jour cette valeur à partir d'une vidéo montrant un freinage (visiblement d'urgence) en vue aérienne. Mais entre l'estimation des distances (relevé du circuit) et l'affirmation du commentaire ("les véhicules sortent de cette courbe à 240 km/h"), je ne peut prétendre à moins de 25% d'erreur, et encore !
    Par contre, et là je suis moins sûr de mes contacts, "on" estime que les effets de sol sur une F1 au freinage représentent 20 à 25 % de la charge verticale. Donc le rapport T/N ne s'exprime plus directement comme le rapport a/g... C'est pour ça que µ ne vaut "que" 3,5 et non 4,5. Il est vrai que ça reste énorme, et si on me donne demain d'autres valeurs plus basses (et justifiées un minimum), je ne les contredirai pas a priori !

    Enfin pour rebondir sur votre dernière remarque, il est vrai qu'avec des élèves qui confondent les minuscules et les majuscules il vaut mieux noter µ le coeff. de frottement. Pour ma part, je préfère quand même garder les deux notations pour bien les distinguer.

    Cordialement,

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  24. #19
    Tifoc

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Deux autres remarques :

    Cast iron Copper 1.05
    Concrete (dry) Rubber 1.0
    semblent bien être des valeurs de coeff. de frottement, donc contact ponctuel entre deux solides.

    Je suis surpris qu'on ne les trouve pas sur wikipedia
    Moi ça ne me surprend pas... Je suis quasi-toujours extrêment déçu quand je veux utiliser Wikipedia pour des problèmes d'ingénierie. Il y a peu de choses, et on y trouve des bourdes monumentales...

  25. #20
    LPFR

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Re.
    Merci, mais je reste sceptique sur les valeurs des coefficients de friction calculés à partir du freinage des voitures de course, car on ne connait pas la charge aérodynamique. La seule chose que je crois savoir est qu'elle est énorme et bien plus grande que le poids de la voiture. Il faudrait pouvoir faire le calcul uniquement sur les tous derniers mètres du freinage, pour des vitesses pour lesquelles la charge aérodynamique peut être négligée.
    A+

  26. #21
    LPFR

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Citation Envoyé par Tifoc Voir le message
    ...
    Moi ça ne me surprend pas... Je suis quasi-toujours extrêment déçu quand je veux utiliser Wikipedia pour des problèmes d'ingénierie. Il y a peu de choses, et on y trouve des bourdes monumentales...
    Re.
    Je suis conscient des bourdes dans wikipedia. Mais elles sont, il faut le reconnaitre, heureusement, relativement rares.
    Ce qui me surprend est que d'autres doivent connaitre ces valeurs "hors normes" des coefficients de friction. Alors il est surprenant que personne ne les aie pas inclus.
    A+

  27. #22
    Tifoc

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Merci, mais je reste sceptique sur les valeurs des coefficients de friction calculés à partir du freinage des voitures de course, car on ne connait pas la charge aérodynamique. La seule chose que je crois savoir est qu'elle est énorme et bien plus grande que le poids de la voiture. Il faudrait pouvoir faire le calcul uniquement sur les tous derniers mètres du freinage, pour des vitesses pour lesquelles la charge aérodynamique peut être négligée.
    A+
    Oui, je suis assez d'accord. L'hypothèse d'une accélération constante lors du freinage, si elle est admissible sur un véhicule de tourisme, ne l'est pas pour une F1 vu la variation de charge aérodynamique (ce que j'appelais effet de sol dans mon précédent post). On reste avec des valeurs "très" moyennes.
    Les accélérations (longitudinales et transversales) d'une F1, ça doit se trouver sur la toile. Mais on parle rarement en µ vu que cette valeur est sans arrêt en évolution lors du roulage. En fait, quand on dit µ=1 pour un pneu classique, ça veut dire qu'en situation de roulage ce facteur varie entre 0,x et 1... selon l'état de la route, la nature du revêtement, l'usure, la surface, la température, la pression de gonflage... mais aussi l'angle de braquage et la position de la pedale d'accélérateur !

  28. #23
    Raph01011

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    bonjour,

    je ne comprend pas vraiment l'explication du début. que c'est avec juste l'angle où l'objet commence a glisser que on peut déterminer son coefficient de frottement.

    ce que j'analyse dans ma tête c'est qu'on met l'objet sur une planche par exemple et on lève la planche jusqu'à temps que l'objet glisse et ensuite l'angle qu'on obtient quand l'objet a glissé indique son coefficient de frottement. donc si je lève la planche a 45 degrés par exemple le coefficient sera de 45?

    je sais que ce n'est pas ça et je ne comprend pas bien la façon que vous l'avez expliquer au début.

    si vous pourriez faire une exemple sa m'aiderais fortement.

    merci beaucoup

  29. #24
    Dynamix

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Citation Envoyé par Raph01011 Voir le message
    ce que j'analyse dans ma tête c'est qu'on met l'objet sur une planche par exemple et on lève la planche jusqu'à temps que l'objet glisse et ensuite l'angle qu'on obtient quand l'objet a glissé indique son coefficient de frottement. donc si je lève la planche a 45 degrés par exemple le coefficient sera de 45?
    Non , le coefficient sera de tangente 45° donc de 1
    Fais un croquis ou cherches en un avec google .

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  31. #25
    Raph01011

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    merci beaucoup pour cette réponse ca répond parfaitement a ma question

    je vais aller chercher sur ça!

  32. #26
    Jaunin

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    Bonjour,
    Voici quelques liens si cela peut vous aider, il y a aussi des discussions sur FS.
    Cordialement.
    Jaunin__

    http://e2phy.in2p3.fr/2008/documents...rd_Fandard.pdf

    http://www.ppur.org/produit/400/9782...ext=caoutchouc

    http://www.engineeringtoolbox.com/fr...nts-d_778.html
    Dernière modification par LPFR ; 10/11/2014 à 09h56. Motif: Correction lien engineering toolbox

  33. #27
    Raph01011

    Re : Mesurer coefficient de frottement

    bonjour j'ai chercher sur internet pour trouver un croquis mais je n'ai rien trouver que je puisse comprendre.

    j'ai penser que peut-être si je vous dit précisément se que je cherche vous pourriez me guider dans ma démarche.

    donc voila : j'ai cherché sur internet le coefficient de frottement entre le PVC rigide et la neige et je n'ai rien trouver. Ensuite j'ai vu qu'on pouvait le trouver le coefficient de frottement sans avoir sa force de frottement mais je n'ai pas trop compris comment faire.

    donc vu que je ne trouve pas le coefficient de frottement du PVC rigide sur la neige j'aimerais le faire chez moi avec du PVC rigide et de la neige.

    j'aimerais ça si c'est possible avoir une explication un peu détailler de comment je pourrais trouver le coefficient de frottement de ceci chez moi ou le coefficient de frottement précis du PVC sur la neige.

    merci beaucoup

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