tp1 frottement statistique de glissement

7/22/2019 TP1 Frottement Statistique de Glissement

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ISET SILIANA 2009 - 2010

TP Mcanique Gnrale & RDM Page 1

TP 1 : FROTTEMENT STATIQUE DE GLISSEMENT

Objectifs Spcifiques :

Dterminer les coefficients de frottement de divers matriaux par rapport lacier.

Dterminer langle du cne des diffrents couples de matriaux en contact.

Condition de Ralisation :

Fascicule du TP

Salle de TP mcanique gnrale

Banc dtude du frottement MM3.

Mots Cls :

Frottement

Adhrence

Glissement

Pr - requis :

Statique des solides.

Frottement sur plan horizontal

Frottement sur plan inclin


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ETUDE THEORIQUE

IFrottement sur plan horizontal :

On place sur un plan horizontal un solide S sur lequel on exerce une force F capable

damorcer le glissement.

PFS : somme des forces extrieures gale au vecteur nul : 0 RPF

Projection sur X / : FR .sin(S) = 0 (1)

Projection sur Y / :P + R .cos(S) = 0 (2)

(1)/ (2) : F/P = tg(S)

soit : tg(S) = S on a donc F = P . S

avec : S : le coefficient de frottement statique

S : angle de frottement

IIFrottement sur plan inclin :

II1 : premier cas dinclinaison: soit un plan inclin angle dinclinaison () variable,

sur celui ci on place un solide S de masse M, lquilibre de ce solide est assur si on a:

tg(S) = tg()

X

Y

P

F

R S

S

P

R

X

Y

Sens du mouvement


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En effet, partir des conditions dquilibre on obtient par projection :

Projection sur X : R .sin(S) + P .sin() = 0 (1)

Projection sur Y / : + R .cos(S)P .cos() = 0 (2)

Ce qui donne : tg(S) = tg()

II2 : deuxime cas dinclinaison:

Soit Fx: force capable damorcer le glissement du solide S

: angle dinclinaison

On crivons les conditions d quilibre, on obtient :

Projection sur X / : FXP .sin()R .sin(S) = 0

Projection sur Y / : P .cos() + R .cos(S) = 0

Soit FXP .sin() = R .sin(

S) (1)

P .cos() = R .cos(S) (2)

(1) / (2) :)cos(.

)sin(.)(

P

PFtg XSS

))cos(.).(sin(. SX gMF

X

P

Y

FXR

S


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Dossier Pdagogique

Manipulation :

On dispose de deux matriaux diffrents :

- Plexiglas ;

- Bois.

IFrottement sur plan horizontal :

1 Mettre le plan en position horizontale ( contrler avec le niveau bulle).

2 Placer sur le plan le chariot muni dune plaque , noter la masse totale M ( chariot +

plaque).

3 Placer les masses marques sur le crochet jusqu'au dbut de glissement , noter alors

la masse m .4 Refaire ce travail en plaant le chariot dans quatre positions diffrentes sur le plan .

5 Dresser un tableau de valeurs :

Positions 1 2 3 4

Masse ( m ) ( Kg)

Coefficient de frottement ( f )

6 Donner le coefficient de frottement moyen

n

f

f

n

i

i

mo y

1

7 Refaire ce travail pour la plaque en bois et dterminer le coefficient de frottement

moyen .

IIEtude du frottement plexiglas acier :

1 Pour cette plaque en plexiglas , placer une masse M1uniformment rpartie sur le

chariot et enregistrer la masse m provoquant le dbut du glissement .

2 Refaire ce travail pour 5 masses M1diffrentes .

3 Remplir le tableau de valeurs suivant :

Masse totale MMasse m

4 Tracer la courbe m = f ( M ).

5 En dduire le coefficient de frottement ( f ) .

6 Faire une comparaison entre les valeurs trouves de ce coefficient de frottement .


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7 Quelle conclusion peut on tirer de cette tude ?

8 Proposer une autre mthode pour la dtermination du coefficient de frottement

plexiglasacier .

III

Etude de frottement sur plan inclin ( utiliser maintenant la plaque en bois)

A Premier cas dtude

1

Mettre le plateau tudier vide sur le plan et en faisant varier langle dinclinaison dece dernier jusqu lobtention du glissement du plateau et noter langle

2 Refaire lopration au moins trois fois.

Calculern

n

i

i

mo y

1

et par la suite le coefficient de frottement

BDeuxime cas dtude (fixer = 20 )

1 Pour cette plaque en bois , placer une masse M2uniformment rpartie sur le

chariot et enregistrer la masse m provoquant le dbut du glissement .

2 Refaire ce travail pour 5 masses M2diffrentes .

3 Remplir le tableau de valeurs suivant :

Masse totale M2

Masse m

S

P

R

X

Y

Sens du mouvement

X

P

Y

FXR

S


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4 Tracer la courbe m = f ( M ).

5 En dduire le coefficient de frottement ( f ) .

6 Faire une comparaison entre les valeurs trouves de ce coefficient de frottement .

7 Quelle conclusion peut on tirer de cette tude ?

On donne :

- La masse du chariot + Plexiglas = 158 g.

- La masse du chariot + Bois = 156 g.

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