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Qu'est-ce que le frottement cinétique ?

Le frottement cinétique est la force qui s'oppose au mouvement relatif des surfaces solides, des couches de fluide et des éléments matériels glissant les uns contre les autres. Il se produit lorsque deux surfaces en contact se déplacent l'une par rapport à l'autre. Contrairement au frottement statique qui empêche le mouvement, le frottement cinétique agit pour ralentir les objets en mouvement.

Formule

La formule de la force de frottement cinétique est :

\[ f_k = \mu_k N \cos(\theta) \]

Où :

• \( f_k \) est la force de frottement cinétique (en Newtons, N)
• \( \mu_k \) est le coefficient de frottement cinétique (sans dimension)
• \( N \) est la force normale (en Newtons, N)
• \( \theta \) est l'angle d'inclinaison (en degrés)

Étapes de calcul

Calculons la force de frottement cinétique pour un objet sur une surface inclinée :

1. Données :
   • Coefficient de frottement cinétique (\( \mu_k \)) = 0,3
   • Force normale (\( N \)) = 100 N
   • Angle d'inclinaison (\( \theta \)) = 30°
2. Appliquer la formule du frottement cinétique : \[ f_k = \mu_k N \cos(\theta) \]
3. Substituer les valeurs connues : \[ f_k = 0,3 \times 100 \text{ N} \times \cos(30°) \]
4. Calculer \( \cos(30°) \) : \[ \cos(30°) \approx 0,866 \]
5. Effectuer le calcul final : \[ f_k = 0,3 \times 100 \text{ N} \times 0,866 \approx 25,98 \text{ N} \]

Exemple et représentation visuelle

Visualisons la force de frottement cinétique sur un plan incliné :

Ce diagramme illustre :

• Le plan incliné (ligne bleue)
• La force normale (\( N \)) perpendiculaire à l'inclinaison (flèche rouge)
• La force de frottement cinétique (\( f_k \)) s'opposant au mouvement (flèche grise en pointillés)
• L'angle d'inclinaison (\( \theta \))
• L'objet (cercle jaune) subissant le frottement cinétique