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• Méthode 1 sur 2: Frotter les surfaces des corps
• Méthode 2 sur 2: Résistance frontale
• Conseils

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi vos mains chauffent lorsque vous les frottez l'une contre l'autre, ou pourquoi vous pouvez faire du feu en frottant deux morceaux de bois ? La réponse est la friction ! Lorsque deux corps se déplacent l'un par rapport à l'autre, une force de friction apparaît qui empêche un tel mouvement.La friction peut provoquer la libération d'énergie sous forme de chaleur, de réchauffement des mains, d'allumage du feu, etc. Plus il y a de friction, plus l'énergie est libérée, donc en augmentant la friction entre les pièces mobiles d'un système mécanique, vous obtiendrez beaucoup de chaleur !

Pas

Méthode 1 sur 2: Frotter les surfaces des corps

1. 1 Lorsque deux corps se déplacent l'un par rapport à l'autre, les trois processus suivants peuvent se produire : les irrégularités à la surface des corps interfèrent avec le mouvement des corps les uns par rapport aux autres; une ou les deux surfaces des corps peuvent se déformer à la suite d'un tel mouvement ; les atomes de chaque surface peuvent interagir les uns avec les autres. Tous ces processus sont impliqués dans l'apparition du frottement. Par conséquent, pour augmenter la friction, sélectionnez des corps avec une surface abrasive (comme du papier de verre), une surface déformable (comme du caoutchouc) ou une surface qui a des propriétés adhésives (comme collant).
   • Pour plus d'informations sur le choix des matériaux pour augmenter la friction, consultez les didacticiels ou les ressources en ligne. Pour les matériaux courants, vous pouvez trouver leurs coefficients de frottement (une caractéristique quantitative de la force requise pour glisser ou déplacer un matériau sur la surface d'un autre). Les coefficients de frottement de certains matériaux sont listés ci-dessous (plus le coefficient est élevé, plus le frottement est important) :
   • Aluminium à aluminium : 0,34
   • Bois à bois : 0,129
   • Béton sec sur caoutchouc : 0,6-0,85
   • Béton humide sur caoutchouc : 0,45-0,75
   • Glace sur glace : 0,01
2. 2 Rapprocher les corps les uns des autres pour augmenter le frottement, car la force de frottement est proportionnelle à la force agissant sur le corps frottant (la force dirigée perpendiculairement à la direction de mouvement des corps les uns par rapport aux autres).
   • Pensez aux freins à disque dans une voiture. Plus vous appuyez sur la pédale de frein, plus les plaquettes de frein sont appuyées contre la jante de la roue, plus la friction augmente et plus la voiture s'arrête rapidement. Mais plus la friction est forte, plus la chaleur est libérée, donc lors d'un freinage fort, les plaquettes de frein deviennent très chaudes.
3. 3 Si un corps est en mouvement, arrêtez-le. Jusqu'à présent, nous avons considéré le frottement de glissement qui se produit lorsque les corps se déplacent les uns par rapport aux autres. Le frottement de glissement est bien inférieur au frottement statique, c'est-à-dire la force qu'il faut vaincre pour mettre en mouvement deux corps en contact. Par conséquent, il est plus difficile de déplacer un objet lourd que de le contrôler lorsqu'il est déjà en mouvement.
   • Faites une expérience simple pour comprendre la différence entre le frottement de glissement et le frottement statique. Placez votre chaise sur un sol lisse (pas de tapis). Assurez-vous qu'il n'y a pas de caoutchouc ou d'autres coussinets sur les pieds de la chaise pour empêcher le glissement. Poussez la chaise pour la déplacer. Vous remarquerez qu'une fois la chaise en mouvement, il vous devient plus facile de la pousser car la friction de glissement entre la chaise et le sol est inférieure à la friction au repos.
4. 4 Débarrassez-vous de la graisse entre les deux surfaces pour augmenter la friction. Les lubrifiants (huiles, vaseline, etc.) réduisent considérablement la force de frottement entre corps frottants, car le coefficient de frottement entre solides est bien supérieur au coefficient de frottement entre un solide et un liquide.
   • Faites une expérience simple. Frottez-vous les mains sèches et vous remarquerez que leur température a augmenté (elles sont plus chaudes). Maintenant, mouillez vos mains et frottez-les à nouveau. Maintenant, non seulement il est plus facile pour vous de vous frotter les mains, mais elles chauffent également moins (ou plus lentement).
5. 5 Débarrassez-vous des roulements, roues et autres corps roulants pour vous débarrasser du frottement de roulement et obtenir un frottement de glissement bien supérieur au premier (donc faire rouler un corps par rapport à un autre est plus facile que de le pousser/tirer).
   • Par exemple, imaginez que vous mettiez des corps de même masse dans un traîneau et sur un chariot à roues. Un chariot à roues est beaucoup plus facile à déplacer (frottement de roulement) qu'un traîneau (frottement de glissement).
6. 6 Augmenter la viscosité du fluide pour augmenter la force de frottement. Le frottement se produit non seulement lors du déplacement de solides, mais également dans les liquides et les gaz (eau et air, respectivement). La friction entre un liquide et un solide dépend de plusieurs facteurs, par exemple la viscosité du liquide - plus la viscosité du liquide est élevée, plus la force de friction est grande.
   • Par exemple, imaginez que vous buvez de l'eau et du miel avec une paille. L'eau à faible viscosité passera facilement à travers une paille, mais le miel, qui a une viscosité élevée, passera difficilement à travers une paille (puisque le miel frotte davantage contre les parois de la paille).

Méthode 2 sur 2: Résistance frontale

1. 1 Augmentez votre surface corporelle. Comme indiqué ci-dessus, lorsque des solides se déplacent dans des liquides et des gaz, une force de friction apparaît également. La force qui empêche le mouvement des corps dans les liquides et les gaz est appelée résistance frontale (elle est parfois appelée résistance à l'air ou résistance à l'eau). La résistance frontale est plus grande avec une augmentation de la surface corporelle, qui est dirigée perpendiculairement à la direction du mouvement du corps à travers un liquide ou un gaz.
   • Par exemple, prenez une pastille de 1 g et une feuille de papier du même poids et relâchez-les en même temps. Le grain tombera immédiatement sur le sol et la feuille de papier s'affaissera lentement. Ici, le principe de la traînée est à peine visible - la surface du papier est beaucoup plus grande que celle d'une pastille, donc la résistance de l'air est plus grande et le papier tombe plus lentement au sol.
2. 2 Utilisez une forme de corps avec un coefficient de traînée élevé. Par la surface de la surface du corps dirigée perpendiculairement au mouvement, il n'est possible de juger de la résistance frontale qu'en termes généraux. Les corps de différentes formes interagissent avec les liquides et les gaz de différentes manières (lorsque les corps se déplacent dans un gaz ou un liquide). Par exemple, une plaque plate ronde a plus de traînée qu'une plaque ronde en forme de boule. La valeur caractérisant la traînée de corps de formes diverses est appelée coefficient de traînée.
   • Par exemple, considérons une aile d'avion. La forme d'une aile d'avion s'appelle le profil aérodynamique. C'est une forme élégante, étroite et arrondie avec un faible coefficient de traînée (environ 0,45). D'un autre côté, imaginez qu'une aile d'avion a la forme d'un prisme carré et rectangulaire. Pour de telles ailes, la traînée serait énorme (c'est vrai, puisque le coefficient de traînée d'un prisme rectangulaire carré est de 1,14).
3. 3 Utilisez des corps moins profilés. En règle générale, les grands corps cubiques ont une traînée élevée. De tels corps ont des coins rectangulaires et ne se rétrécissent pas vers l'extrémité. D'autre part, les corps profilés ont des bords arrondis et se rétrécissent généralement vers l'extrémité.
   • Par exemple, comparez une voiture moderne et une voiture fabriquée il y a plusieurs décennies. Les vieilles voitures étaient carrées, tandis que les voitures modernes ont de nombreuses courbes douces. Par conséquent, les voitures modernes ont moins de traînée et nécessitent une puissance moteur plus faible (ce qui conduit à une économie de carburant).
4. 4 Utilisez des corps sans trous traversants. Tout trou traversant dans le corps réduit la traînée en permettant à l'air ou à l'eau de s'écouler à travers le trou (les trous réduisent la surface du corps perpendiculairement au mouvement). Plus les trous traversants sont grands, plus la traînée est faible. C'est pourquoi les parachutes, qui sont conçus pour créer beaucoup de traînée (pour ralentir la vitesse de chute), sont faits de soie ou de nylon durable et léger, pas de gaze.
   • Par exemple, vous pouvez augmenter la vitesse de votre raquette de ping-pong en perçant plusieurs trous dans la pagaie (pour réduire la surface de la pagaie et réduire la traînée).
5. 5 Augmentez la vitesse du corps pour augmenter la traînée (cela est vrai pour les corps de toute forme et de tout matériau). Plus la vitesse d'un objet est élevée, plus le volume de liquide ou de gaz qu'il doit traverser est important et plus la traînée est importante. Les corps se déplaçant à des vitesses très élevées subissent une traînée énorme, ils doivent donc être rationalisés; sinon, la force de la résistance les détruira.
   • Par exemple, considérons le Lockheed SR-71, un avion de reconnaissance expérimental construit pendant la guerre froide. Cet avion pouvait voler à une vitesse élevée de M = 3,2 et, malgré sa forme aérodynamique, subissait une traînée énorme (si grande que le métal à partir duquel le fuselage de l'avion était fabriqué s'est dilaté lorsqu'il était chauffé à cause du frottement).

Conseils

• N'oubliez pas que la friction libère beaucoup d'énergie sous forme de chaleur. Par exemple, ne touchez pas les plaquettes de frein de la voiture immédiatement après le freinage !
• Gardez à l'esprit que des forces de résistance élevées peuvent entraîner la destruction d'un corps se déplaçant dans un fluide. Par exemple, si lors d'une excursion en bateau vous mettez un morceau de contreplaqué dans l'eau (de sorte que sa surface soit perpendiculaire au mouvement du bateau), il est fort probable que le contreplaqué se brisera.