Exemple de questions sur la force de frottement

6 exemples de questions sur la force de frottement

1. Un bloc de 1 kg repose au repos sur une surface plane rugueuse. Le coefficient de frottement statique est de 0,4 et l'accélération due à la gravité est de 10 m/s².²Déterminez (a) l'intensité de la force de frottement statique et (b) la force de traction minimale F pour que le bloc commence à bouger.
Discussion
Est connu :
Demandé :
(a) L'amplitude de la force de frottement statique (b) L'amplitude de la force de traction minimale (F)
Répondre :
(une) L'amplitude de la force de frottement statique (f_s)
(B) Force de traction minimale (F)
Si un objet est tiré avec une force F alors qu'il est immobile, c'est le frottement statique qui s'exerce sur lui. Si l'objet est tiré avec une force F et qu'il est déjà en mouvement, c'est le frottement cinétique qui s'exerce sur lui. Le frottement statique freine le mouvement de l'objet et, comme illustré, son sens est opposé à celui de la force de traction (F). Lorsque la force de traction (F) est égale à la force de frottement statique, l'objet se met en mouvement (alors qu'il reste immobile). L'objet commence à se déplacer lorsque la force de traction est supérieure à la force de frottement statique.
La force de traction minimale (F) pour que le bloc commence à bouger est donc de 4 Newtons.

2. Un bloc de 1 kg, placé sur une surface plane rugueuse, est tiré par une force F de manière à se déplacer en ligne droite à vitesse constante. Si le coefficient de frottement cinétique est de 0,1, déterminez l'intensité de la force de traction F (g = 10 m/s²).²)  
Discussion
Est connu :
Demandé F
Répondre :
Un bloc se déplaçant en ligne droite à vitesse constante = un bloc se déplaçant à vitesse constante = un bloc se déplaçant sans accélération. La première loi de Newton stipule que si la résultante des forces agissant sur un objet est nulle, alors l'objet est au repos ou se déplace à vitesse constante.
Le bloc se déplace à vitesse constante, donc la force résultante agissant sur lui est nulle. Pour que la force résultante soit nulle, outre la force de traction F vers la droite, il doit exister une force de même intensité que F mais dirigée vers la gauche. Cette force est la force de frottement cinétique, c'est-à-dire la force de frottement cinétique qui s'exerce sur le bloc lorsqu'il est en mouvement. Mathématiquement :
Comme l'objet se déplace en ligne droite à vitesse constante, l'intensité de la force de traction F = f_s = 1 Newton

3. Une boîte de 1 kg glisse à vitesse constante sur un plan incliné rugueux. Déterminez le coefficient de frottement cinétique… (g = 10 m/s²)²)
Discussion

Légende :
w = gravité, w_x = composante de la gravité parallèle à la surface du plan incliné, w_y = composante de la force de gravité perpendiculaire au plan incliné, N = force normale, f_k = force de frottement cinétique.

Répondre :
La boîte glisse vers le bas à vitesse constante, donc la force résultante est nulle. La boîte se déplace sur la surface d'un plan incliné, où s'exerce une force w sur cette surface._x et f_kCes deux forces ont la même magnitude mais des directions opposées, donc la force résultante est nulle.

[Anglais : Forces de frottement statique et cinétique – problèmes et solutions]

4. Si la masse de l'objet est de 4 kg, l'angle d'inclinaison est de 30°.^o et une accélération gravitationnelle de 10 m/s^-2 L'objet continuera de glisser. La valeur maximale du coefficient de frottement entre l'objet et le plan incliné est de…
Discussion
Il est connu que :
m = 4 kg, g = 10 m/s²
Question posée : coefficient de frottement maximal ?
Répondre :
Le coefficient de frottement statique est supérieur au coefficient de frottement cinétique ; par conséquent, le coefficient de frottement maximal désigne le coefficient de frottement statique maximal.
Les objets ne se déplacent pas verticalement :
Remplacer f_s dans l'équation 1 avec f_s dans l'équation 2.
5. Si un objet est placé sur une surface rugueuse et qu'on le tire dessus, une force de résistance appelée frottement apparaît. L'intensité de cette force de frottement dépend de…
A. Rugosité de la surface de frottement
B. l'intensité de la force normale
C. la rugosité des surfaces de frottement et l'amplitude de la force normale
D. la masse de l'objet tiré
E. l'intensité de la force qui attire l'objet
Discussion
Le frottement statique s'exerce lorsqu'un objet est tiré mais n'est pas encore en mouvement. Le frottement cinétique s'exerce lorsqu'un objet est en mouvement.
Si l'objet se trouve sur un plan plat, alors N = w = mg
Si l'objet se trouve sur un plan incliné, alors N = w_y = w cos theta (cf. exemple problème 1)
Description : f_s = force de frottement statique, f_k = force de frottement cinétique, N = force normale, w = gravité = masse de l'objet, g = accélération due à la gravité.
Si le problème se réfère à une surface plane rugueuse, alors l'amplitude de la force de frottement dépend de la rugosité de la surface (coefficient de frottement) et de la force normale (N).
La bonne réponse est C.

6. L'intensité de la force de frottement s'exerçant sur un objet se déplaçant sur un plan incliné dépend de...
A. Poids de l'objet et vitesse de l'objet
B. l'angle d'inclinaison du plan par rapport au plan horizontal et la vitesse de l'objet
C. force normale et rugosité de surface de l'objet
D. le poids de l'objet et l'angle d'inclinaison du plan par rapport au plan horizontal
E. Rugosité de surface du plan et vitesse de l'objet
Discussion
Formule de la force de frottement statique maximale sur un plan incliné :
La bonne réponse est C.
Alors que le coefficient de frottement ne dépend que de l'angle d'inclinaison par rapport à l'horizontale (theta).