Dernière mise à jour : 2026-06-15

Force de frottement

Le frottement est la force qui résiste au glissement entre deux surfaces en contact. C'est lui qui vous permet de marcher sans glisser, qui fait s'arrêter une balle qui roule, et sur lequel s'appuient les freins d'une voiture. Pour les surfaces sèches, il obéit à une règle remarquablement simple : la force de frottement est proportionnelle à la force qui appuie les surfaces l'une contre l'autre, $f = \mu N$. Cette calculatrice détermine la friction statique maximale et la friction cinétique à partir de la force normale et des deux coefficients de frottement, et indique si une poussée donnée suffit à faire glisser l'objet.

Deux types de frottement

Le frottement se présente sous deux formes. La friction statique agit avant tout mouvement. Ce n'est pas une valeur fixe — elle croît pour contrebalancer toute force cherchant à provoquer le mouvement, jusqu'à un plafond de $\mu_s N$. La friction cinétique prend le relais dès que le glissement commence et reste à peu près constante à $\mu_k N$. Comme le coefficient cinétique est généralement un peu inférieur au coefficient statique, il faut plus de force pour démarrer un objet que pour le maintenir en mouvement ; c'est pourquoi un tiroir coincé se libère brusquement d'un seul coup.

Formule

Sur une surface horizontale, la force normale est égale au poids, $N = mg$. Sur une pente, elle est plus faible — seule la composante du poids perpendiculaire à la surface compte.

Exemple numérique

Une force normale de 100 N appuie un bloc d'acier sur une surface en acier avec $\mu_s = 0{,}6$ et $\mu_k = 0{,}4$. Les limites de friction sont :

Poussez avec 50 N et rien ne bouge — la friction statique monte discrètement à 50 N pour la contrebalancer. Poussez avec 80 N et vous dépassez la limite de 60 N : le bloc se libère ; une fois en glissement, seuls 40 N de friction cinétique agissent, laissant une force motrice nette de $80 - 40 = 40\ \text{N}$ pour l'accélérer.

Coefficients typiques

Les coefficients de frottement dépendent des matériaux et de leur état ; voici des ordres de grandeur pour le coefficient statique : caoutchouc sur béton sec ≈ 1,0, acier sur acier ≈ 0,6, bois sur bois ≈ 0,4, et acier sur glace ≈ 0,03. Les surfaces lubrifiées descendent nettement en dessous de 0,1. Les coefficients cinétiques sont généralement un peu plus faibles. Comme les surfaces réelles varient, utilisez des valeurs mesurées quand la fiabilité du résultat est requise.

Limites

Il s'agit du modèle de frottement sec de Coulomb simplifié. Il suppose que la force de frottement est indépendante de la surface de contact et de la vitesse de glissement, ce qui est valable pour les surfaces solides ordinaires mais ne s'applique pas aux contacts lubrifiés, très lisses ou très rapides. Il ne couvre pas la résistance au roulement, la traînée fluide ni la déformation des matériaux souples. Pour un objet sur une pente, calculez d'abord la force normale à partir de la composante du poids perpendiculaire à la surface, puis appliquez $f = \mu N$.