Calculateur Coefficient de Frottement
Calculez le coefficient de frottement (μ) entre n'importe quelle paire de surfaces. Déterminez le frottement statique et dynamique, calculez la force de frottement à partir de coefficients connus, utilisez la méthode du plan incliné et consultez les coefficients pour plus de 50 combinaisons de matériaux.
Qu'est-ce que le coefficient de frottement ?
Le coefficient de frottement (μ) est une grandeur sans dimension qui quantifie la friction entre deux surfaces. Il représente le rapport entre la force de frottement et la force normale.
- Formule : μ = F ÷ N (Force de frottement divisée par Force normale)
- Types : Frottement statique (μs) pour objets au repos ; Frottement dynamique (μd) pour objets en mouvement
- Plage de valeurs : Généralement de 0 à 1, mais peut dépasser 1 (ex : caoutchouc sur caoutchouc ≈ 1,15)
Calculer le Coefficient de Frottement
Calculez μ à partir de la force de frottement et la force normale en utilisant : μ = F ÷ N
Avec une force de frottement de 50 N et une force normale de 100 N, le coefficient de frottement est 0,50. Cela correspond à un angle de frottement de 26,6°.
Calculer la Force de Frottement
Calculez la force de frottement à partir du coefficient et de la force normale : F = μ × N
La force de frottement est de 50,0 N. Cette force agit dans le sens opposé au mouvement.
Méthode du Plan Incliné
Calculez μ à partir de l'angle auquel le glissement commence : μ = tan(θ)
Avec un angle de 30°, le coefficient de frottement est μ = tan(30°) = 0,577. Cela signifie qu'un objet commencerait à glisser juste à cet angle.
Rechercher Coefficient de Frottement
Trouvez les valeurs de référence pour les combinaisons courantes de matériaux
Acier sur Acier (Sec) : Ces valeurs proviennent de références techniques et peuvent varier selon la finition de surface, la température et les contaminants.
📊 Référence Rapide : Coefficients de Frottement Courants
| Paire de Matériaux | Statique (μs) | Dynamique (μd) |
|---|---|---|
| Acier sur Acier (sec) | 0,74 | 0,57 |
| Caoutchouc sur Béton (sec) | 1,0 | 0,8 |
| Bois sur Bois | 0,25–0,50 | 0,20 |
| Téflon sur Téflon | 0,04 | 0,04 |
| Acier sur Glace | 0,03 | 0,01 |
| Caoutchouc sur Asphalte (sec) | 0,9 | 0,5–0,8 |
| Aluminium sur Aluminium | 1,05 | 1,4 |
| Cuivre sur Cuivre | 1,0 | 0,8 |
| Verre sur Verre | 0,94 | 0,4 |
Source : Wikipedia FR, Alloprof, Université du Mans. Les valeurs peuvent varier selon les conditions.
📖 Comment Utiliser ce Calculateur
Choisir la Méthode de Calcul
Sélectionnez l'onglet approprié : "Trouver Coefficient" si vous avez les forces, "Force de Frottement" si vous connaissez μ, "Plan Incliné" pour les mesures d'angle, ou "Tableau Matériaux" pour les valeurs de référence.
Entrer les Valeurs
Entrez vos valeurs connues avec les unités appropriées. Utilisez les scénarios rapides pour les combinaisons de matériaux courantes ou consultez les coefficients directement dans le tableau.
Cliquer sur Calculer
Appuyez sur le bouton Calculer pour obtenir des résultats instantanés. Le calculateur affichera le coefficient de frottement, les angles associés et les détails complets du calcul.
Interpréter les Résultats
Comparez vos résultats avec le tableau de référence pour comprendre ce que signifient vos coefficients. Des valeurs plus basses signifient des surfaces plus lisses ; des valeurs plus élevées signifient plus de friction.
🔬 Qu'est-ce que le Coefficient de Frottement ?
Le coefficient de frottement (aussi appelé coefficient de friction, symbole μ) est une grandeur physique sans dimension du domaine de la tribologie. Il décrit le rapport entre la force de frottement et la force normale entre deux surfaces en contact, quantifiant ainsi la résistance opposée au mouvement.
📌 Définition
Le coefficient de frottement μ est défini comme le rapport entre la force de frottement Ff et la force normale N :
μ = Ff / N
Comme c'est un rapport entre deux forces, le coefficient de frottement est une grandeur sans unité (adimensionnelle).
Propriétés du Coefficient de Frottement
- Plage de valeurs : Généralement entre 0 et 1, mais peut être supérieur à 1 (ex : caoutchouc sur caoutchouc : μ ≈ 1,15)
- Dépendant du matériau : Dépend des deux surfaces en contact, pas d'une seule
- Indépendant de l'aire : En friction coulombienne idéale, indépendant de l'aire de contact
- Dépendant des conditions : Varie avec la finition de surface, température, humidité et lubrification
Génie Mécanique
Calcul de freins, embrayages, paliers et engrenages pour garantir des conceptions sûres et efficaces.
Ingénierie Automobile
Adhérence des pneus, distances de freinage et systèmes ABS reposent sur des coefficients de frottement précis.
Construction
Stabilité des structures, sols antidérapants et calculs de poussée des terres.
Sciences du Sport
Semelles de chaussures, équipements sportifs et surfaces de jeu optimisées pour une performance maximale.
⚖️ Frottement Statique vs. Frottement Dynamique
En physique, nous distinguons principalement deux types de friction : le frottement statique (friction statique) et le frottement dynamique (friction cinétique). Comprendre cette différence est crucial pour les applications pratiques, des systèmes de freinage à la marche quotidienne.
🛑 Frottement Statique (μs)
- Agit sur les objets au repos
- Empêche le début du mouvement
- Peut varier jusqu'à une valeur maximale
- Typiquement plus grand que le dynamique
- Formule : Ff,max = μs × N
➡️ Frottement Dynamique (μd)
- Agit sur les objets en mouvement
- S'oppose au mouvement existant
- Reste relativement constant
- Typiquement plus petit que le statique
- Formule : Ff = μd × N
💡 Exemple Pratique
Imaginez que vous poussez une armoire lourde sur le sol :
- Au début : Vous devez appliquer beaucoup de force pour que l'armoire commence à bouger (vaincre le frottement statique)
- Ensuite : Une fois en mouvement, vous avez besoin de moins de force pour la maintenir en mouvement (seulement le frottement dynamique)
Cette différence explique pourquoi "démarrer" est plus difficile que "maintenir" le mouvement.
🔄 Frottement de Roulement
En plus du frottement statique et dynamique, il existe le frottement de roulement, qui se produit lorsqu'un corps roule sur une surface. Il est typiquement 10 à 100 fois plus faible que le frottement de glissement et est décrit par le coefficient de résistance au roulement (f).
| Type de Frottement | Symbole | Valeurs Typiques | Exemple d'Application |
|---|---|---|---|
| Frottement Statique | μs | 0,1 – 1,5 | Voiture garée, objets au repos |
| Frottement Dynamique | μd | 0,05 – 1,0 | Pneu qui freine, luge |
| Frottement de Roulement | f (ou μr) | 0,001 – 0,03 | Roues qui roulent, roulements |
📐 Formules de Frottement et Calculs
La description mathématique du frottement est basée sur les Lois de Coulomb du Frottement, nommées d'après le physicien français Charles-Augustin de Coulomb. Ces formules constituent la base de tous les calculs techniques de friction.
Formule de Base : Calculer le Coefficient de Frottement
Où : μ = Coefficient de frottement (sans dimension), Ff = Force de frottement (en Newton), N = Force normale (en Newton)
Calculer la Force de Frottement
Application : Lorsque le coefficient de frottement et la force normale sont connus, on peut calculer la force de frottement résultante.
Méthode du Plan Incliné
Où : θ = Angle auquel l'objet commence à glisser. Cette méthode est excellente pour les déterminations expérimentales.
Forces sur le Plan Incliné
Pour un objet sur une surface inclinée avec un angle θ :
- Force de poids : P = m × g
- Force normale : N = P × cos(θ) = m × g × cos(θ)
- Composante parallèle : Fp = P × sin(θ) = m × g × sin(θ)
- Force de frottement : Ff = μ × N = μ × m × g × cos(θ)
Condition d'équilibre : L'objet commence à glisser lorsque Fp > Ff,max, c'est-à-dire lorsque tan(θ) > μs
📝 Exemple de Calcul : Pousser une Armoire
Données : Armoire avec m = 80 kg, coefficient de frottement bois-pierre μs = 0,70
Chercher : Force minimale pour déplacer
Solution :
- Poids : P = 80 kg × 9,81 m/s² = 784,8 N
- Force normale (surface horizontale) : N = P = 784,8 N
- Force de frottement maximale : Ff,max = μs × N = 0,70 × 784,8 N = 549,4 N
Vous devez appliquer au moins 549,4 N (environ 56 kg de force) pour déplacer l'armoire.
📊 Tableau Complet des Coefficients de Frottement
Ce tableau contient des coefficients de frottement pour plus de 50 combinaisons de matériaux, compilés à partir de manuels techniques et de sources scientifiques comme Wikipedia, Alloprof et la littérature d'ingénierie mécanique. Les valeurs servent de référence : les coefficients réels peuvent varier selon la finition de surface, la température et d'autres facteurs.
Combinaisons Métal-Métal
| Paire de Matériaux | Statique (μs) | Dynamique (μd) | Lubrifié (μ) |
|---|---|---|---|
| Acier sur Acier | 0,74 | 0,57 | 0,05–0,15 |
| Acier sur Aluminium | 0,61 | 0,47 | 0,10 |
| Acier sur Cuivre | 0,53 | 0,36 | 0,10 |
| Acier sur Laiton | 0,51 | 0,44 | 0,10 |
| Acier sur Fonte | 0,40 | 0,23 | 0,10 |
| Aluminium sur Aluminium | 1,05 | 1,4 | 0,30 |
| Cuivre sur Cuivre | 1,0 | 0,8 | 0,08 |
| Bronze sur Acier | 0,18 | 0,16 | 0,07 |
| Laiton sur Acier | 0,35 | 0,30 | 0,10 |
Métal sur Non-Métal
| Paire de Matériaux | Statique (μs) | Dynamique (μd) | Conditions |
|---|---|---|---|
| Acier sur Bois | 0,20–0,60 | 0,20–0,50 | Sec |
| Acier sur Caoutchouc | 0,60–0,90 | 0,50–0,80 | Sec |
| Acier sur Béton | 0,45 | 0,30 | Sec |
| Acier sur Verre | 0,50–0,70 | 0,40 | Sec |
| Acier sur Glace | 0,03 | 0,01 | À 0°C |
| Acier sur Téflon | 0,04 | 0,04 | Sec |
Combinaisons de Caoutchouc (Importantes pour les Pneus)
| Paire de Matériaux | Sec (μ) | Mouillé (μ) | Note |
|---|---|---|---|
| Caoutchouc sur Béton | 1,0–1,1 | 0,30–0,60 | Important pour véhicules |
| Caoutchouc sur Asphalte | 0,80–0,90 | 0,25–0,75 | Trafic routier |
| Caoutchouc sur Glace | 0,15 | 0,05 | Conditions hivernales |
| Caoutchouc sur Caoutchouc | 1,15 | -- | Friction très élevée |
Combinaisons de Bois
| Paire de Matériaux | Statique (μs) | Dynamique (μd) |
|---|---|---|
| Bois sur Bois (sec) | 0,25–0,50 | 0,20 |
| Bois sur Bois (mouillé) | -- | 0,25 |
| Chêne sur Chêne | 0,34 | 0,10 (graissé) |
| Bois sur Pierre | 0,70 | 0,30 |
| Bois sur Béton | 0,62 | 0,40 |
⚠️ Note Importante
- Le coefficient de frottement n'est pas une propriété du matériau, mais une caractéristique du système tribologique
- Les valeurs peuvent être affectées par la rugosité de surface, la température, la vitesse et les contaminants
- Pour les applications critiques de sécurité, des mesures expérimentales doivent être effectuées
🔧 Comment Mesurer le Coefficient de Frottement
La détermination expérimentale du coefficient de frottement peut être effectuée avec différentes méthodes. Deux méthodes standard se sont établies dans la pratique et l'enseignement : la méthode de mesure directe de force et la méthode du plan incliné.
Méthode 1 : Mesure Directe de Force
Matériaux Nécessaires :
- Dynamomètre ou capteur de force
- Objet test avec masse connue
- Surface de test
- Balance pour déterminer la masse
Déterminer la Masse
Pesez l'objet test. Le poids P = m × g donne la force normale N sur une surface horizontale.
Placer l'Objet
Placez l'objet sur la surface à tester. Assurez des conditions de surface propres et représentatives.
Mesurer la Force
Tirez horizontalement avec le dynamomètre jusqu'à ce que l'objet commence juste à bouger (pour μs) ou glisse uniformément (pour μd).
Calculer le Coefficient
Calculez μ = Ff / N = force de traction mesurée / (masse × 9,81 m/s²).
Méthode 2 : Plan Incliné
Cette méthode est particulièrement élégante car elle ne nécessite pas de mesure de force, seulement une mesure d'angle.
Procédure :
- Placez l'objet sur une surface inclinée réglable
- Inclinez la surface lentement jusqu'à ce que l'objet commence à glisser
- Mesurez l'angle θ au début du glissement
- Calculez : μ = tan(θ)
Exemple : Le glissement commence à 30° → μ = tan(30°) = 0,577
Précision et Sources d'Erreur
✅ Pour des Résultats Précis
- Effectuer plusieurs mesures et moyenner
- Nettoyer les surfaces avant chaque mesure
- Température et humidité constantes
- Mouvement uniforme et lent
❌ Sources d'Erreur Courantes
- Surfaces contaminées ou graisseuses
- Tirer ou incliner trop rapidement
- Charge inégale
- Conditions environnementales fluctuantes
🎯 8 Facteurs qui Affectent le Coefficient de Frottement
Le coefficient de frottement n'est pas une propriété constante du matériau, mais est influencé par de nombreux facteurs. Comprendre ces facteurs est crucial pour sélectionner les paires de matériaux appropriées et optimiser les conceptions.
1. Rugosité de Surface
Des surfaces plus rugueuses s'imbriquent davantage → plus de friction. Mais : Des surfaces très lisses peuvent montrer une haute friction par adhésion.
2. Lubrification
Les lubrifiants (huiles, graisses, eau) peuvent réduire la friction de 50-90% en empêchant le contact direct métal-métal.
3. Température
Une température plus élevée peut ramollir les matériaux (plus de friction pour les plastiques) ou former des oxydes (moins de friction pour les métaux).
4. Humidité
L'eau peut agir comme lubrifiant (moins de friction) ou augmenter l'adhésion dans les matériaux hygroscopiques (plus de friction).
5. Contaminants
Poussière, huile, rouille et autres dépôts modifient significativement les propriétés de surface et le coefficient de frottement.
6. Pression de Contact
À très hautes pressions, le coefficient de frottement peut diminuer car les aspérités de surface se déforment plastiquement.
7. Vitesse de Glissement
À des vitesses plus élevées, la chaleur de friction peut se générer, affectant le coefficient, surtout pour les plastiques et caoutchoucs.
8. Aire de Contact
En friction coulombienne idéale, indépendant de l'aire. En pratique, avec des matériaux mous, l'aire peut jouer un rôle.
❌ 6 Erreurs Courantes dans les Calculs de Frottement
Même les ingénieurs et étudiants expérimentés font parfois des erreurs dans les calculs de frottement. Voici les pièges les plus courants et comment les éviter.
Confondre Statique et Dynamique
Le frottement statique est plus grand que le dynamique. Utilisez μs pour les objets au repos et μd pour les objets en mouvement.
Force Normale Incorrecte
La force normale N'est PAS toujours égale au poids ! Sur les surfaces inclinées : N = m × g × cos(θ).
Utiliser les Valeurs de Table Aveuglément
Les valeurs de référence ne sont qu'indicatives. Les conditions réelles (rugosité, contamination, température) peuvent varier significativement.
Erreurs d'Unités
La force de frottement et la force normale doivent être dans les mêmes unités. Le coefficient lui-même n'a pas d'unité !
Additionner les Frictions
Avec plusieurs surfaces de contact, on additionne les forces de frottement, pas les coefficients !
Ignorer la Direction
La force de frottement agit TOUJOURS opposée à la direction du mouvement (ou mouvement imminent). C'est un vecteur !
📝 Erreur Typique : Force Normale sur Plan Incliné
Incorrect : N = m × g = 10 kg × 9,81 m/s² = 98,1 N (sur rampe de 30°)
Correct : N = m × g × cos(30°) = 10 × 9,81 × 0,866 = 84,9 N
La force normale sur le plan incliné est cos(30°) = 13,4% plus petite que sur une surface horizontale !
🌍 Applications Pratiques dans la Vie Quotidienne et la Technique
Le frottement est omniprésent et joue un rôle central dans presque tous les domaines techniques. Voici quelques domaines d'application importants :
🚗 Ingénierie Automobile
- Pneus : Le coefficient de frottement caoutchouc-route détermine la capacité d'accélération et de freinage (μ ≈ 0,7-1,0 sec)
- Freins : Les plaquettes de frein sont optimisées pour une friction élevée et constante à diverses températures
- ABS/ESP : Ces systèmes exploitent le maximum de friction statique juste avant le blocage
- Embrayages : Les embrayages à friction transmettent le couple par glissement contrôlé
🏭 Génie Mécanique et Fabrication
- Paliers : Les paliers lisses utilisent une faible friction par lubrification (μ < 0,01 en lubrification hydrodynamique)
- Connexions Filetées : L'auto-blocage dans les filetages nécessite μ > tan(angle de pas)
- Convoyeurs : Tapis roulants, toboggans et transport en vrac reposent sur des rapports de friction contrôlés
- Formage : Le frottement affecte l'usure des outils et la qualité des pièces lors du pressage et de l'étirage
🏗️ Construction
- Stabilité : Murs et fondations doivent avoir une friction adéquate contre le glissement
- Sols Antidérapants : Les normes définissent des groupes d'évaluation pour la résistance au glissement
- Calcul de Poussée des Terres : Les angles de talus et la poussée des terres dépendent de l'angle de friction interne
⚽ Sports et Loisirs
- Chaussures : Les chaussures de sport ont des semelles spéciales pour différentes surfaces
- Sports d'Hiver : Le fart de ski réduit la friction sur la neige pour plus de vitesse
- Escalade : Les chaussons d'escalade utilisent la haute friction du caoutchouc sur le rocher
🔬 La Physique derrière le Frottement
Bien que les lois macroscopiques du frottement de Coulomb et Amontons soient connues depuis des siècles, la compréhension microscopique du frottement est un domaine de recherche actif en tribologie.
Le Modèle des Aspérités
Même les surfaces qui semblent lisses sont rugueuses à l'échelle microscopique. Ces petites protubérances s'appellent des aspérités ou pics de rugosité. Le frottement naît de :
🔗 Adhésion
- Forces d'attraction moléculaires aux points de contact
- Formation de "micro-soudures"
- Énergie pour rompre les liaisons
- Domine sur les surfaces très lisses
⛏️ Déformation
- Déformation plastique des aspérités
- "Labourage" des matériaux plus durs à travers les plus mous
- Dissipation d'énergie par déplacement de matière
- Domine sur les surfaces rugueuses
Lois d'Amontons (1699)
- Première Loi : La force de frottement est proportionnelle à la force normale (Ff ∝ N)
- Deuxième Loi : La force de frottement est indépendante de l'aire apparente de contact
- Addition de Coulomb : Le frottement dynamique est indépendant de la vitesse de glissement
Important : Ces lois sont des approximations qui fonctionnent bien dans la plupart des cas pratiques, mais ont des limites (ex : à très hautes vitesses ou pressions).
Pourquoi le Frottement Statique est-il Plus Grand que le Dynamique ?
En contact statique, les aspérités ont le temps de "s'installer" les unes dans les autres et de former des liaisons adhésives plus fortes. En mouvement, ces liaisons se rompent et se reforment constamment, ce qui résulte en des liaisons moyennes plus faibles.
✅ Revue d'Experts et Sources
Ce calculateur et les informations l'accompagnant ont été créés sur la base de principes physiques établis et de références standard en génie mécanique. Nos méthodes de calcul suivent les formules utilisées dans les universités techniques et l'industrie.
Méthodologie
- Formules basées sur les lois de frottement de Coulomb et les normes techniques
- Coefficients de frottement issus de tables de physique et manuels de génie mécanique
- Algorithmes de calcul selon les directives d'ingénierie et livres universitaires
- Conversion d'unités selon le système SI
Précision
Les calculs sont effectués avec l'arithmétique à virgule flottante JavaScript. La précision des résultats dépend principalement de la qualité des valeurs d'entrée. Les valeurs tabulées pour les coefficients de frottement sont indicatives ; les valeurs réelles peuvent varier de ±20% ou plus.
Pour les applications critiques de sécurité, nous recommandons une vérification expérimentale et la consultation d'un ingénieur spécialisé.
📚 Sources Utilisées
- Wikipedia : Frottement
- Wikipedia : Loi de Coulomb (mécanique)
- Alloprof : La force de frottement
- Université du Mans : Frottements statique et dynamique
- Serway, R.A. : Physique, De Boeck
- Chevalier : Guide du dessinateur industriel, Hachette Technique
❓ Questions Fréquentes (People Also Ask)
Pourquoi les pneus ont-ils autant de friction sur l'asphalte ?
Le caoutchouc sur asphalte sec atteint μ ≈ 0,7-0,9 grâce à une combinaison d'adhésion (forces moléculaires) et de friction par hystérésis (amortissement interne du caoutchouc). Les mélanges de pneus modernes sont spécialement optimisés pour une adhérence maximale à diverses températures et par temps humide.
Pourquoi le coefficient de frottement est-il sans dimension ?
Le coefficient de frottement μ = Ff/N est le rapport de deux forces (toutes deux en Newton). Newton/Newton = 1, donc sans unité. Cela fait de μ une grandeur de comparaison universelle, indépendante du système d'unités utilisé.
La masse affecte-t-elle le frottement ?
Indirectement oui : plus de masse signifie plus de poids et donc plus de force normale, ce qui conduit à une force de frottement plus élevée (Ff = μ × N). Cependant, le coefficient de frottement μ lui-même reste constant, car il ne dépend que des propriétés des matériaux.
Comment peut-on réduire le frottement ?
Par lubrification (huile, graisse, eau), surfaces plus lisses, roulements au lieu de paliers lisses, revêtements téflon, coussins d'air ou systèmes de lévitation magnétique. La meilleure méthode dépend de l'application.
Quelle est la différence entre coefficient de frottement et facteur de friction ?
En français, les deux termes sont souvent utilisés de manière interchangeable. Dans la littérature technique anglaise, "friction factor" se réfère parfois au facteur de friction des tuyaux (Darcy-Weisbach), qui est défini différemment. En génie mécanique, "coefficient de frottement" (coefficient of friction, μ) est le terme standard.
Quelle est la précision des coefficients de frottement des tables ?
Les valeurs tabulées sont indicatives avec des dispersions typiques de ±20-30%. Des facteurs comme la rugosité de surface, la température, la contamination et l'humidité peuvent influencer significativement les valeurs réelles. Pour les applications critiques, des mesures expérimentales sont requises.
📋 FAQ - Questions Fréquentes sur le Coefficient de Frottement
Il y a deux méthodes principales : (1) Mesure directe de force : Tirez l'objet avec un dynamomètre et calculez μ = Force de traction / Poids. (2) Plan incliné : Inclinez une surface jusqu'à ce que l'objet glisse et calculez μ = tan(angle). Les deux méthodes donnent de bons résultats avec une exécution soigneuse.
En contact statique, les aspérités microscopiques de surface ont le temps de "s'installer" les unes dans les autres et de former des liaisons moléculaires (adhésion) plus fortes. En mouvement, ces liaisons se rompent et se reforment constamment, ce qui résulte en des liaisons moyennes plus faibles.
Acier sur acier (sec) : μs ≈ 0,74 (statique), μd ≈ 0,57 (dynamique). Avec lubrification, ces valeurs diminuent drastiquement : μ ≈ 0,05-0,15 selon le lubrifiant. Avec des surfaces polies, les valeurs peuvent être plus basses ; avec des surfaces rugueuses, plus élevées.
Selon les lois d'Amontons, la force de frottement est indépendante de l'aire apparente de contact. C'est parce qu'avec une aire plus petite, la pression augmente et plus d'aspérités entrent en contact. Avec des matériaux très mous ou des conditions extrêmes, il peut y avoir des déviations.
Téflon (PTFE) a l'un des coefficients les plus bas avec μ ≈ 0,04. Encore plus bas est BAM (AlMgB₁₄) avec μ ≈ 0,02. En conditions de superlubricité (graphène, certains liquides ioniques), on peut atteindre μ < 0,01.
Les effets varient selon le matériau : Le caoutchouc durcit avec le froid et perd de l'adhérence. La glace est plus glissante à 0°C qu'à -20°C. Les métaux peuvent montrer moins de friction à hautes températures due à la formation d'oxyde. Les plastiques se ramollissent et montrent souvent plus de friction.
L'angle de frottement (φ) est l'angle dont la tangente est égale au coefficient de frottement : φ = arctan(μ). Il représente l'angle d'inclinaison maximal auquel un objet ne glisse pas encore. Exemples : μ = 0,5 → φ ≈ 26,6° ; μ = 1,0 → φ = 45°.
Non, le coefficient de frottement ne peut pas être négatif. Le frottement par définition s'oppose au mouvement, donc la force de frottement a toujours une magnitude positive. Un coefficient de frottement "négatif" serait physiquement de la propulsion, pas du frottement.
La friction de glissement survient lorsque les surfaces glissent (ex : luge). La friction de roulement survient lors du roulement (ex : roues). La friction de roulement est typiquement 10-100× plus faible que celle de glissement, c'est pourquoi les roues et roulements sont si efficaces. Roulements en acier : f ≈ 0,001-0,003.
Utilisez : μ = tan(φ) pour aller de l'angle au coefficient, et φ = arctan(μ) pour la direction opposée. Exemples : μ = 0,5 → φ = 26,6° ; μ = 1,0 → φ = 45° ; μ = 0,1 → φ = 5,7°.