Frottement solide

Présentation du frottement statique

a. Frottement statique.

1. Essuyer soigneusement le plan de travail et le palet.

2. Mesurer les masses du palet, des surcharges et des semelles. Faites un tableau récapitulant vos mesures.

(Manipulation virtuelle : MV-FS1)

3. Question préparatoire : Refaire le schéma ci-dessous. Indiquer et représenter les forces agissant sur le palet. En déduire une relation entre l'angle du plan incliné et le coefficient de frottement statique.

4. Pour le palet seul : mesurer trois fois la valeur de l'angle limite à partir duquel la masse du palet se met en mouvement, recopier et remplir le tableau suivant.

(Manipulation virtuelle :MV-FS2)

5. Recommencer les mesures avec les différentes surcharges qu'il faut bien positionner et compléter votre tableau.

(Manipulation virtuelle : MV-FS3)

6. Enlever les surcharges et recommencer les mesures avec les différentes semelles et compléter votre tableau.

(Manipulation virtuelle : MV-FS4)

7. Quelle conclusion pouvez-vous faire de cette expérience ?

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b. Frottement cinétique.

Présentation du frottement cinétique avec les billes

Partie 1 : avec les billes

1. Essuyer soigneusement la surface horizontale et le palet.

2. Question préparatoire : Refaire le schéma ci-dessous. Indiquez et représentez les forces agissant sur le palet et la nacelle. En déduire la force de tension du fil.

3. Pour le palet seul : déterminer trois fois la masse de billes nécessaire pour rompre l'équilibre (entre la masse du palet posée sur la table et le pot contenant les billes de verre) à partir duquel la masse du palet se met en mouvement, recopier le tableau suivant et répondre aux questions.

(Manipulation virtuelle : MV-FC1)

4. Recommencer les mesures avec les différentes semelles (sans aucune charge) et compléter votre tableau.

(Manipulation virtuelle : MV-FC2)

5. Comparer pour chaque configuration, les valeurs des coefficients de frottement statique et cinétique. Qu'en concluez-vous ?

ii. Partie 2 : avec le moteur

Présentation du frottement cinétique avec le moteur

1. Attacher le palet muni de la semelle en feutrine à un des dynamomètres et relier celui-ci à l'axe du moteur.

2. Question préparatoire : Faites le bilan des forces. Donner l'équation reliant l'accélération, le coefficient de frottement cinétique et la tension du fil.

3. Mettre en route le moteur en appuyant continûment sur le bouton poussoir situé sur sa face supérieure.

4. Mesurer la force nécessaire au déplacement du palet muni de la semelle en feutrine.

(Manipulation virtuelle : MV-FC3)

5. Recommencer l'expérience deux fois, compléter le tableau suivant.

(Manipulation virtuelle : MV-FC3)

6. Recommencer l'expérience avec les deux autres semelles et compléter votre tableau.

(Manipulation virtuelle : MV-FC3)

7. Recommencer l'expérience avec le palet seul et compléter le tableau.

(Manipulation virtuelle : MV-FC3)

8. Calculer l'énergie mécanique pour le système palet + feutrine, en supposant qu'il se déplace de 50 cm à la vitesse de 0.1m/s. Faites d'abord le calcul énergétique (voir la partie III " Côté énergétique" du chapitre "Théorie"), puis utiliser le travail des forces. Conclusion ?