Quelle est la différence entre les frottements s'exerçant sur l'avalanche et ceux s'exerçant sur la pluie ? Qu'est-ce qui fait que l'un de ces mouvements se rapproche d'une chute libre, alors que l'autre atteint rapidement une vitesse limite pour laquelle les frottements ont la même intensité que le poids ?
Mot(s) clés libre(s) : avalanches, souffle de l'avalanche, pluie, frottement fluide, sillage, écoulement, mécanique des fluides

Le programme de Terminale S présente 3 expressions différentes pour la force de frottement subie par un objet en mouvement dans un fluide : cette force peut être proportionelle à la vitesse V de l'objet, à la vitesse au carré ou à V puissance 1,4. Cette variété d'expressions nous interpelle : d'où viennent-elles ? Ces trois expressions sont-elles les seules possibles ? Peut-on prédire quelle expression décrira adéquatement notre expérience ? Le programme, cependant, ne répond pas vraiment à ces questions : notre propos sera donc de clarifier la nature de ces 3 "régimes" différents et de donner les moyens de prédire la dépendance en V de la force de frottement fluide étudiée en Terminale S.
Mot(s) clés libre(s) : mécanique des fluides, force de frottement, nombre de Reynolds, méthode d'Euler, frottement fluide

La transmission de la quantité de mouvement d’une feuille accélérée à une pièce initialement au repos est proportionnelle à la durée pendant laquelle la feuille peut exercer une force sur la pièce.
Mot(s) clés libre(s) : force, frottement dynamique, frottement statique, physique à main levée, quantité de mouvement, tpe

La tribologie est la science des frottements. Un 'frottement' intervient lorsque deux surfaces en contact sont mises en mouvement l'une par rapport à l'autre, produisant une force qui s'oppose au mouvement. La notion même de frottement est en fait très intuitive à tout un chacun, essentiellement car nous pouvons ressentir - physiquement - ses effets dans la vie quotidienne : se frotter les mains pour se réchauffer, craquer une allumette, jouer du violon, glisser sur la glace, freiner en voiture, entendre un crissement craie sur le tableau, mettre de l'huile dans les gonds de porte, etc., on pourrait multiplier les exemples connus de tous. La plupart de ces phénomènes peuvent se comprendre sur la base des lois du frottement énoncées dès le 18ème siècle par Amontons et Coulomb (mais déjà mises en évidence par Léonard de Vinci 200 ans auparavant), à partir de la notion de coefficient de frottement. Pourtant l'évidence apparente de ce 'vieux problème' cache l'extrême complexité sous-jacente. L'origine du frottement fait intervenir une multitude d'ingrédients, couvrant un spectre très large de phénomènes physiques : rugosité des surfaces, élasticité, plasticité, adhésion, lubrification, thermique, usure, chimie des surfaces, humidité, etc. Il y a donc un contraste paradoxal entre la simplicité de lois du frottement et la complexité des phénomènes sous-jacents, qui a constitué un défi majeur narguant l'imagination des scientifiques depuis près de 500 ans. Dans cet exposé, j'aborderai quelques manifestations du frottement sur différents exemples illustrant la complexité du phénomène. Je discuterai ensuite des causes du frottement, des premières interprétations de Amontons, Coulomb et d'autres au 18ème siècle en terme de rugosité de la surface, jusqu'aux travaux les plus modernes sur la nano-tribologie des contacts. Je décrirai en particulier les outils d'investigation modernes, tels que le microscope à force atomique, la machine de force de surfaces, les simulations numériques à l'échelle moléculaire, qui permettent désormais d'accéder aux fondements intimes du frottement aux échelles moléculaires avec des manifestations parfois étonnantes. Le développement de ces techniques d'investigation performantes ouvre désormais de nouvelles perspectives dans la compréhension et l'optimisation du frottement.
Mot(s) clés libre(s) : force de friction, frottement, lois d'Amontons-Coulomb, lubrification, mécanique appliquée, rugosité des surfaces, stick-slip, suprafriction, tribologie, viscosité

On coupe une pomme avec un couteau en appliquant le principe fondamental de la dynamique.
Mot(s) clés libre(s) : accélération, force, frottement, inertie, physique à main levée, principe fondamental de la dynamique, tpe

Ce sont les forces de frottement qui permettent de contrôler la vitesse d’un œuf en plastique glissant le long d’un fil.
Mot(s) clés libre(s) : frottement, frottement dynamique, frottement statique, physique à main levée, tpe

Un livre posé sur des billes peut être mis très facilement en mouvement. On montre ainsi que le frottement de roulement est bien plus faible que le frottement de glissement.
Mot(s) clés libre(s) : frottement, frottement de glissement, frottement de roulement, physique à main levée, tpe

Un liquide placé dans un récipient qui tourne continue à tourner par inertie lorsqu’on arrête le récipient.
Mot(s) clés libre(s) : frottement, inertie, physique à main levée, rotation, tpe, viscosité

Une boîte qui bascule met en évidence qu’une force s’exerçant sur un solide a toujours un effet de rotation si sa droite d’action ne passe pas par le centre de gravité du solide.
Mot(s) clés libre(s) : accélération, force, frottement, inertie, moment d’une force, principe fondamental de la dynamique, tpe

Un clou ou une pièce inébranlable illustre la notion d’inertie pour un objet au repos.
Mot(s) clés libre(s) : accélération, force, force d'inertie, frottement, inertie, physique à main levée, principe fondamental de la dynamique, tpe