Frottement

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MISE À JOUR (Sept 2015)

Bien que l'explication ci-dessous semble correcte, en pratique, la force nécessaire pour séparer les annuaires est beaucoup plus importante que les calculs.

Une équipe de physiciens (France et Canada) a démontré que l'augmentation de la force est due à la géométrie : lorsqu'on tire sur les annuaires, les pages veulent se rapprocher les unes des autres ce qui augmente le frottement.

Lien : http://phys.org/news/2015-08-mystery-impossible-interleaved.html

Article : http://arxiv.org/pdf/1508.03290v1.pdf

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Si deux annuaires sont unis en insérant par alternance les pages de un entre les pages de l'autre, il faudra exercer une très grande force de traction afin de séparer les deux annuaires.

Mythbusters
http://www.youtube.com/watch?v=hOt-D_ee-JE

Équipement :
2 annuaires
2 personnes fortes

Hypothèses :
1000 pages par annuaire
Masse d'un annuaire : 1,5 kg
Poids d'un annuaire : 15 N
Coefficient de frottement statique entre les pages : 0,25

Explications :

Force normale
La force de frottement dépend de la force normale et du coefficient de frottement.

F=(mu)xN

La page du dessus ressent une force normale très petite qui n'est due qu'à son poids. La page du dessous ressent une force normale égale au poids des pages au-dessus d'elle. Si les pages sont appuyées en alternance sur la moitié de leur largeur, le poids ressentit (force normale) par la page du dessous sera donc le poids de un annuaire, tandis que la force normale ressentie par la page du dessus est partiquement nulle. La force normale moyenne est donc le poids de 1/2 annuaire.

Nmoyenne=(1/2)x(Wannuaire)

Avec 1000 pages par annuaire, il y a 1999 surfaces de page en contact. Il faut donc multiplier la force de frottement moyenne par ce facteur.

F=1999x(0,25)x(1/2)x(15)
F=3750 N=843 lb-f