Mécanique et machines simples · Physique AP 1 Unité 2 (Dynamique)
Simulateur de bilan des forces et de frottements statique et cinétique
Simuler les transitions de frottement statique et cinétique, la décomposition orthogonale du diagramme du corps libre et les angles d'équilibre critique du plan incliné.
- Côté client
- Pas d'inscription
- Dérivés vivants
- Mode projecteur
- Imprimer la feuille de travail
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Contrôles des paramètres
N
kg
°
Dérivations et métriques en direct
Friction réelle f
--
Fréction statique maximale
--
Force normale N
--
Accélération a
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul:
--Substitution:
--Régime : --
Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde
Problème travaillé
Problème : Une boîte de 100N sur un plancher horizontal a μs=0,4 et μk=0,3. Quelle est la friction quand poussé avec 30N? Avec 50 N ?
Dérivation étape par étape :
- 1) frottement statique maximal fs,max = 0,4*100 = 40N. Depuis 30N < 40N, the box remains static, so f = 30N. 2) 50N > 40N déclenche le glissement, donc friction cinétique f = 0,3*100 = 30N.
Problème travaillé
Problème : A 5kg bloc repose sur un 37° Incline. Trouvez la friction et la force normale. (g=10m/s², sin37°=0.6, cos37°=0.8)
Dérivation étape par étape :
- Force normale N = mg*cos37° = 5*10*0,8 = 40N; composant gravitationnel en descente Gx = mg*sin37° = 30N. Comme le bloc est au repos, friction statique f = Gx = 30N en montée.
Feuille de travail et problèmes de pratique
Q1. Variante 1: Un bloc de 2 kg se déplace uniformément sous une traction horizontale 6N. Trouver μ. Si la traction augmente à 10N, qu'est-ce que la friction?
Clé de réponse : Mouvement uniforme f = 6N, μ = 6 / (2*9.8) ≈ 0.306. Lorsque la traction augmente jusqu'à 10N, la friction cinétique reste 6N.
Q2. Variante 2 : Tilting an incline, le bloc commence juste à glisser à 30°. Déterminer μs.
Clé de réponse : Au glissement critique, mg*sinφ = μs*mg*cosφ, donc μs = tan(30°) 0.577.
Q3. Variante 3: Un bloc 20N est pressé contre une paroi verticale avec une force horizontale de 50N et reste immobile. Trouvez des frictions.
Clé de réponse : L'équilibre vertical nécessite f = G = 20N vers le haut. La poussée 50N fournit la force normale.
Foire aux questions et idées fausses
La friction statique augmente-t-elle toujours à mesure que la poussée augmente?
Oui, tant que l'objet reste statique, la friction statique équivaut exactement à la force parallèle appliquée au filet. Une fois que la force dépasse la friction statique maximale, l'objet commence à glisser et la friction tombe à la friction cinétique.
Pourquoi le coefficient de frottement cinétique est-il généralement plus faible que statique?
Microscopiquement, les surfaces s'entrecroisent et forment des microsoudes au repos. Une fois le mouvement relatif commencé, les pics se cisaillent l'un après l'autre avant qu'un verrouillage complet puisse se produire, réduisant ainsi la résistance.
À quel angle d'inclinaison un objet glisse-t-il naturellement ?
Au moment du bronzageθ > μs, la composante gravitationnelle sur la pente dépasse la friction statique maximale. Cet angle critique est connu sous le nom d'angle de repos.
La prise d'une tasse plus serrée augmente-t-elle la friction?
C'est pas vrai. En équilibre vertical, la friction statique est égale au poids de la tasse et reste constante. L'adhérence plus serrée augmente la capacité statique maximale, et non le frottement réel.