Mesure d'un coefficient de frottement dynamique : Méthode du plan incliné

La méthode consiste à laisser le bloc (la caisse avec la charge) posé sur la plaque (normalement pendant environ une minute) puis à incliner celle-ci progressivement et très lentement jusqu'à déclenchement du glissement.

Remarque

  • Refaire l'opération au moins trois fois pour obtenir un angle αmoy.

  • Le choix des chargements est laissé libre ainsi que la nature de la caisse (bois, plastique ou acier).

INFLUENCE DU POIDS

Q6. Mettre la caisse sur un plateau. Faire varier l'angle d'inclinaison de ce dernier jusqu'à l'obtention du glissement de la caisse et noter l'angle α. Reporter les résultats dans le tableau ci-dessous (les 3 premières lignes). Effectuer le même travail pour les différents cas de chargement. Rappeler la relation entre l'angle α et le facteur de frottement (démonstration).

Q7. Tracer αmoy = f (poids).

Q8. Calculer le facteur de frottement.

INFLUENCE DES MATÉRIAUX EN CONTACT

Q9. Il faut effectuer à présent la même manipulation en gardant une charge identique pour chaque caisse, mais en modifiant les matériaux des surfaces de contact. Reporter les résultats dans le tableau suivant (les 3 premières lignes).

Q10. Interpréter les résultats et déterminer le facteur de frottement (4ème ligne du tableau).

Q11. Mettre des masses en acier (de même surface) sur un plateau, en même temps. Faire varier l'angle d'inclinaison du plateau. Que remarquez-vous ? Modifier la nature du plateau (matériau) et refaire la manipulation. Que remarquez-vous ?

Conseil

Le coefficient de frottement statique kS peut être déterminé par la mesure de l'angle limite αlim du plan incliné pour lequel le solide Σ se met en mouvement :

kS = tan αlim

Disposer le solide Σ côté rouge sur le plan incliné, avec un angle α faible, afin qu'il y ait équilibre. Placer Σ juste derrière le trait tracé sur le plan incliné. Déplacer très lentement le coin jusqu'à ce que le solide Σ décroche. Relever alors avec précision l'angle αlim, et calculer le coefficient de frottement statique kS.