On appelle « frottement » la résistance mécanique au glissement relatif entre 2 solides en contact. 

C’est grâce au frottement que fonctionnent, par exemple, les embrayages et de nombreux freins (contact disque/garnitures).

Sur deux corps en contact, outre la force de réaction (force perpendiculaire à la surface de contact, normale « N »), apparaît le frottement (parallèle à la surface de contact, tangentiel « T » et opposé au sens du déplacement).

Le cône de frottement, pour une situation de glissement, est défini par :

  • son sommet, situé sur la surface de contact et suivant le Principe Fondamental de la Statique ;
  • son axe, normal n aux plans en contact ;
  • son demi-angle φ.

On parle de cône d’adhérence dans une situation sans mouvement relatif. Dans la pratique, il est courant de confondre cône d'adhérence et de frottement car leurs coefficients sont proches. 

Le coefficient de frottement f se définit par la relation : f = tan φ.

Il dépend : 

  • des matériaux en contact ;
  • de l'état des surfaces en contact (rugosité) ;
  • de la présence ou non de lubrifiant.

Il ne dépend pas du poids de l’objet.

En illustration, le frottement d’une caisse en bois sur un support incliné en bois d’angle θ :

Suivant des tableaux, on peut retrouver pour un contact bois/bois : a = 0,3 d'où φ = 17°.

R 1/2 est la réaction au poids P de la caisse

N 1/2 est la projection de R1/2 sur l’axe de normale n

T 1/2 est la projection de R1/2 sur la surface de contact

3 cas possibles :

Adhérence

R est à l'intérieur du cône, le solide est immobile.

tan θ ≤ T/N.

Equilibre strict

R est à la limite du cône, le solide est à l'équilibre parfait.

tan θ = T/N.

Glissement

Au-delà de la limite du cône, le solide est en mouvement. 

R ne peut pas « sortir » du cône, il y reste, et un vecteur vitesse V 2/1 indique le mouvement du solide 2. Les règles de la statique ne s'appliquent plus.

tan θ > T/N.