Kinetic and Static Friction · Frottement cinétique et statique
| English | Français |
|---|---|
| kinetic friction/kɪˈnetɪk ˈfrɪkʃn/ | frottement cinétique |
| static friction/ˈstætɪk ˈfrɪkʃn/ | frottement statique |
| normal force/ˈnɔːml fɔːs/ | force normale |
| coefficient of friction/ˌkəʊɪˈfɪʃənt ɒv ˈfrɪkʃn/ | coefficient de frottement |
The force that lets you walk -- and stop
- Without friction you could not walk, drive, or even hold a pencil.
- Yet the same force wastes energy and wears out brakes.
- Friction always fights sliding between two surfaces.
- It comes in two flavours -- one before things slide, one during.
La force qui vous permet de marcher -- et de s'arrêter
- Sans frottement, vous ne pourriez ni marcher, ni conduire, ni même tenir un crayon.
- Pourtant, cette même force gaspille de l'énergie et use les freins.
- Les frotments s'opposent toujours au glissement entre deux surfaces.
- Ils existent en deux versions -- l'un avant que les objets ne glissent, l'autre pendant.
Static versus kinetic friction
- Static friction 静摩擦 acts before sliding starts. It adjusts itself to match your push, up to a maximum.
- Kinetic friction 动摩擦 acts while surfaces slide, with a fixed value.
- The peak static friction is usually a little larger than the kinetic -- which is why something is hardest to get moving at the first shove.
Frottement statique contre frottement cinétique
- Le frottement statique 静摩擦 agit avant que le glissement ne commence. Il s'ajuste pour correspondre à votre poussée, jusqu'à un maximum.
- Le frottement cinétique 动摩擦 agit pendant que les surfaces glissent, avec une valeur fixe.
- Le frottement statique maximal est généralement un peu plus grand que le cinétique -- c'est pourquoi il est le plus difficile de mettre quelque chose en mouvement lors de la première poussée.
How big is it?
- Maximum static friction: $f_s \le \mu_s N$.
- Kinetic friction: $f_k = \mu_k N$.
- Here $N$ is the normal force 法向力 pressing the surfaces together, and $\mu$ the coefficient of friction 摩擦系数.
Quelle est son ampleur ?
- Frottement statique maximal : $f_s \le \mu_s N$.
- Frottement cinétique : $f_k = \mu_k N$.
- Ici $N$ est la force normale 法向力 pressant les surfaces ensemble, et $\mu$ le coefficient de frottement 摩擦系数.
Applied force vs friction · Force appliquée vs friction
Increase the applied force and watch friction resist until the box breaks free and accelerates. · Augmentez la force appliquée et observez la friction résister jusqu'à ce que la boîte se libère et accélère.
A box has normal force $N = 50\ \text{N}$ and · et $\mu_s = 0.6$. What is the maximum static friction (in N)? · Une boîte a une force normale de $N = 50\ \text{N}$ et $\mu_s = 0.6$. Quelle est la friction statique maximale (en N) ?
$f_s^{max} = \mu_s N = 0.6 \times 50 = 30\ \text{N}$.
Kinetic friction equals the coefficient times the ____ force. · La friction cinétique égale le coefficient multiplié par la force ____.
$f_k = \mu_k N$, where $N$ is the normal force. · $f_k = \mu_k N$, où $N$ est la force normale.
A sliding box has $N = 40\ \text{N}$ and · et $\mu_k = 0.25$. Find the kinetic friction (in N). · Une boîte qui glisse a $N = 40\ \text{N}$ et $\mu_k = 0.25$. Trouvez la friction cinétique (en N).
$f_k = \mu_k N = 0.25 \times 40 = 10\ \text{N}$.
What it depends on -- and doesn't
- Friction depends on the normal force and the coefficient $\mu$.
- It does not depend on the contact area -- a brick slides the same on its side or its end.
- Press harder (bigger $N$) and friction grows.
De quoi cela dépend -- et de quoi ça ne dépend pas
- Le frottement dépend de la force normale et du coefficient $\mu$.
- Il ne dépend pas de la surface de contact -- une brique glisse de la même façon sur le côté ou sur l'extrémité.
- Pressez plus fort (plus grand $N$) et le frottement augmente.
Sliding a brick on its small end gives more friction than on its large flat side. · Faire glisser un brique sur sa petite extrémité donne plus de frottement que sur sa grande face plate.
Friction does not depend on contact area -- only on the normal force and $\mu$. Both orientations give the same friction. · La friction ne dépend pas de la surface de contact -- seulement de la force normale et $\mu$. Les deux orientations donnent le même frottement.
Select all · tout things the friction force depends on. · Sélectionnez tous les facteurs dont dépend la force de frottement.
Friction $= \mu N$ -- it depends on $\mu$ and · et $N$, not on how much area is touching. · La friction $= \mu N$ -- elle dépend de $\mu$ et $N$, pas de la quantité de surface en contact.
Friction on a ramp
- On a slope, the normal force is only $N = mg\cos\theta$ (not the full weight).
- So the friction available is $\mu\,mg\cos\theta$.
- Compare it with the along-slope pull $mg\sin\theta$ to see whether the object slides.
Frottement sur une rampe
- Sur une pente, la force normale n'est que $N = mg\cos\theta$ (pas le poids total).
- Donc le frottement disponible est $\mu\,mg\cos\theta$.
- Comparez-le à la traction le long de la rampe $mg\sin\theta$ pour voir si l'objet glisse.
You push a heavy crate with $18\ \text{N}$ and it does not · non move. The static friction acting on it is... · Vous poussez une lourde caisse avec $18\ \text{N}$ et elle ne bouge pas. La friction statique agissant dessus est...
Static friction matches the push, so it is $18\ \text{N}$ -- it only reaches $\mu_s N$ at the instant of slipping. · La friction statique équilibre la poussée, donc elle est $18\ \text{N}$ -- elle n'atteint $\mu_s N$ qu'au moment exact du glissement.
A $10\ \text{kg}$ box sits on the floor with $\mu_s = 0.4$.
- Normal force: $N = mg = 98\ \text{N}$.
- Maximum static friction: $f_s = \mu_s N = 0.4 \times 98 \approx 39\ \text{N}$.
- Push with less than $39\ \text{N}$ and it stays put; push harder and it breaks free.
Une boîte de $10\ \text{kg}$ repose sur le sol avec $\mu_s = 0.4$.
- Force normale : $N = mg = 98\ \text{N}$.
- Frottement statique maximal : $f_s = \mu_s N = 0.4 \times 98 \approx 39\ \text{N}$.
- Poussez avec moins de $39\ \text{N}$ et elle reste immobile ; poussez plus fort et elle se libère.
Static friction is not a fixed number -- it is whatever it needs to be, up to $\mu_s N$. If you push a heavy box with $20\ \text{N}$ and it does not move, the friction is $20\ \text{N}$, not $\mu_s N$. Only at the instant of slipping does it reach its maximum.
Le frottement statique n'est pas un nombre fixe -- c'est ce dont il a besoin, jusqu'à $\mu_s N$. Si vous poussez une lourde boîte avec $20\ \text{N}$ et qu'elle ne bouge pas, le frottement est $20\ \text{N}$, pas $\mu_s N$. Ce n'est qu'au moment précis du glissement qu'il atteint son maximum.
Friction opposes sliding. Static friction ($f_s \le \mu_s N$) rises to match a push until slipping; kinetic friction ($f_k = \mu_k N$) is fixed once sliding. Both depend on the normal force $N$ and the coefficient of friction $\mu$ -- never on contact area.
Frottement s'oppose au glissement. Le frottement statique ($f_s \le \mu_s N$) augmente pour s'adapter à une poussée jusqu'au glissement ; le frottement cinétique ($f_k = \mu_k N$) est fixe dès que le glissement commence. Tous deux dépendent de la force normale $N$ et du coefficient de frottement $\mu$ -- jamais de la surface de contact.