Amontons puis Coulomb ont établi expérimentalement les lois du frottement entre deux surfaces en contact.
- La force de frottement s'oppose au mouvement.
- Elle est proportionnelle à la force normale exercée sur le corps.
- Elle ne dépend pas de l'aire de contact.
- Quand le mouvement commence, la force de frottement diminue et ensuite elle est pratiquement indépendante de la vitesse du déplacement.
- La force de frottement est fonction de l'état de surface et de l'état de propreté des surfaces (rôle des lubrifiants).

On examine le cas d'une masse M₁ = 1 kg placée sur un support horizontal. Le poids M₁.g est compensé par la réaction normale N du plan et N + M₁.g = 0.
On accroche avec un fil inextensible une masse M₂ au bloc M₁ qui est donc soumis à la tension T = M₂.g.
Si le bloc reste immobile il est soumis à des forces de résultante nulle. La force de frottement F compense la tension T.
On augmente progressivement M₂ jusqu'au moment ou le bloc commence à bouger.
La force de frottement atteint sa valeur maximale Fstat.
On définit le coefficient de frottement statique par le nombre sans dimension µs = Fstat / N.

Quand le bloc est en mouvement, la force de frottement reste constante et égale à Fd.
On définit le coefficient de frottement dynamique par le nombre sans dimension µd = Fd / N.

Étude du mouvement :
Pour le bloc la résultante des forces verticales est nulle.
Pour les forces horizontales on a : T − Fd = M₁.γ avec Fd = µd.M₁.g soit M₂.g = µd.M₁.g + M₁.γ
Pour la masse M₂, on a : M₂.g − T = M₂.γ.
Le système prend une accélération γ = g.(M₂ − M₁.µd) / (M₁ + M₂).
Si on détermine la valeur de γ, on en déduit :
µd = [M₂.g − (M₁ + M₂).γ] / M₁.g

Utilisation
Pour faire varier M2, cliquer sur le bouton du slider, glisser et relâcher en procédant par petits déplacements.
Bouton [Nouveau] : Choix aléatoire de nouvelles valeurs de µs et µd.
Bouton [Raz] : Départ avec les mêmes conditions initiales.
Bouton [Solution] : Affichage des valeurs de µs, µd et de l'accélération.
Case [Forces] : Dessin des vecteurs forces.
Mesure de µs : Agir lentement sur la valeur de M₂ pour provoquer le mouvement. En déduire la valeur de µs.

Mesure de µd : La mise en mouvement déclenche le chronomètre qui s'arrête quand le bloc a parcouru 1 mètre.
En déduire la valeur de l'accélération (X = ½.γ.t²) puis celle de µd.