© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
Notion de force
− →
R =
− →
R N +
− →
R T
Les propriétés des deux composantes
− →
R N et
− →
R T sont énoncées par les lois de Coulomb
données ici à titre indicatif. On distingue deux cas :
• en l’absence de frottement, la réaction du support est normale à ce dernier :
− →
R T =
− →
0
et
− →
R N est déterminée par les autres forces en présence,
• en présence d’un frottement, quand il y a mouvement, la force de frottement
− →
R T
a la même direction et est de sens opposé à la vitesse du point matériel. Sa norme
est proportionnelle à celle de la réaction normale
− →
R N :
− →
R T = f
− →
R N
où f est le coefficient de frottement dynamique.
Dans tout ce qui précède, il faut que le contact reste établi donc qu’il existe une
réaction normale, ce qui se traduit par la condition suivante :
R N > 0
Dès que la composante normale de la réaction s’annule (R N = 0), le contact cesse.
L’origine physique de ces forces se situe au niveau des interactions électromagnétiques
entre les molécules du support et celle du système.
e) Forces de frottement fluide
point matériel M
portance
− →
P
traînée
− →
T
− → v
Figure 5.3 Définition de la
portance et de la traînée.
Lorsqu’un système se trouve dans un milieu
fluide, il est souvent nécessaire de tenir
compte de forces de frottement entre le système et le milieu dans lequel il évolue. On
parle de frottement fluide.
La force traduisant cette interaction peut se
décomposer en deux composantes :
• une force appelée portance qui est perpendiculaire à la vitesse du système par rapport au fluide ; c’est cette force qui assure
aux avions la possibilité de se maintenir en altitude ;
• une force dite de traînée,
− →
T , de sens opposé à la vitesse du système par rapport au
fluide. On adopte généralement un modèle où la norme de cette force est proportionnelle à la vitesse du système par rapport au fluide lorsque celle-ci est faible et
au carré de cette vitesse quand elle devient plus importante.
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