Lois de Newton et référentiels galiléens
71
F
F e
Repos
Mouvement
F=μR n
Figure 3.14 • Évolution de la force de frottement en fonction
de la force Fe agissant sur le système.
L’étude des propriétés des forces de friction constitue le domaine de la tribologie
6 . L’interprétation microscopique des phénomènes de friction est encore mal connue et fait l’objet d’études sophistiquées dans de nombreux centres de recherche. Les domaines d’action représentent des enjeux économiques énormes, en particulier dans la fabrication des
pneumatiques et des moteurs. D’un point de vue plus pragmatique, le lecteur prendra
conscience qu’il ne peut tenir son stylo ou qu’il ne peut marcher que parce que le frottement solide existe !
c) Forces de tension
Lorsqu’un opérateur tire sur une extrémité d’un fil (l’autre extrémité étant fixe), celui-ci
se tend. Simultanément, le fil exerce une résistance, c’est-à-dire une action sur l’opérateur
(qui la ressent bien). Cette action du fil sur l’opérateur est appelée tension du fil. Elle
n’existe que si le fil est tendu sous l’effet d’une action extérieure.
Pour un fil de masse négligeable supportant un objet de masse m au repos, la tension du
fil (action du fil sur la masse) s’oppose au poids de la masse m (action de la masse m sur le
fil) d’après le principe des actions réciproques. Elle prend la même valeur en tout point
du fil.
Lorsque le fil est élastique (figure 3.15), la tension du fil peut s’exprimer en fonction de
l’état d’étirement du fil et augmente linéairement avec son allongement (à la condition
de ne pas exercer des forces trop importantes). Le coefficient d’allongement s’appelle la
raideur k du fil. Un exemple typique de fil élastique est le ressort. La force de tension d’un
ressort de longueur l o non tendu et étiré à la longueur l s’écrit :
− →
F = −k(l − l 0 ) − → u
avec − → u vecteur unitaire dans la direction de la déformation.
Le signe − dans cette relation signifie que la force de tension du ressort est une force de
rappel et qu’elle s’oppose à la déformation.
6. À lire : La tribologie de l’Antiquité à nos jours, par J. Frêne, BUP, 1986, n ◦ 689, 1532-1560.
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F
F e
Repos
Mouvement
F=μR n
Figure 3.14 • Évolution de la force de frottement en fonction
de la force Fe agissant sur le système.
L’étude des propriétés des forces de friction constitue le domaine de la tribologie
6 . L’interprétation microscopique des phénomènes de friction est encore mal connue et fait l’objet d’études sophistiquées dans de nombreux centres de recherche. Les domaines d’action représentent des enjeux économiques énormes, en particulier dans la fabrication des
pneumatiques et des moteurs. D’un point de vue plus pragmatique, le lecteur prendra
conscience qu’il ne peut tenir son stylo ou qu’il ne peut marcher que parce que le frottement solide existe !
c) Forces de tension
Lorsqu’un opérateur tire sur une extrémité d’un fil (l’autre extrémité étant fixe), celui-ci
se tend. Simultanément, le fil exerce une résistance, c’est-à-dire une action sur l’opérateur
(qui la ressent bien). Cette action du fil sur l’opérateur est appelée tension du fil. Elle
n’existe que si le fil est tendu sous l’effet d’une action extérieure.
Pour un fil de masse négligeable supportant un objet de masse m au repos, la tension du
fil (action du fil sur la masse) s’oppose au poids de la masse m (action de la masse m sur le
fil) d’après le principe des actions réciproques. Elle prend la même valeur en tout point
du fil.
Lorsque le fil est élastique (figure 3.15), la tension du fil peut s’exprimer en fonction de
l’état d’étirement du fil et augmente linéairement avec son allongement (à la condition
de ne pas exercer des forces trop importantes). Le coefficient d’allongement s’appelle la
raideur k du fil. Un exemple typique de fil élastique est le ressort. La force de tension d’un
ressort de longueur l o non tendu et étiré à la longueur l s’écrit :
− →
F = −k(l − l 0 ) − → u
avec − → u vecteur unitaire dans la direction de la déformation.
Le signe − dans cette relation signifie que la force de tension du ressort est une force de
rappel et qu’elle s’oppose à la déformation.
6. À lire : La tribologie de l’Antiquité à nos jours, par J. Frêne, BUP, 1986, n ◦ 689, 1532-1560.