Loi de Coulomb
En physique, il existe deux lois de Coulomb, nommées en l'honneur du physicien français Charles de Coulomb : une en électrostatique, l'autre en mécanique, concernant les frottements solides.
Électrostatique
La loi de Coulomb exprime la force électrique exercée par un petit corps chargé sur un autre. Cette loi s'exprime sous forme vectorielle par la formule suivante :
où q1 et q2 sont les charges des deux corps considérés, ε0=8,854 10-12 F.m-1 est une constante universelle appelée permittivité électrique du vide et 
est le vecteur qui relie le premier corps au deuxième.
Voir aussi : Électrostatique - Potentiel
Frottements
Pour des informations plus complètes, voir le wikilivre de tribologie et ses différents chapitres, plus spécialement modélisation des actions de contact.
On considère un objet posé sur un support plan. Il existe deux situations : soit un objet est immobile sur le plan (frottement statique), soit un objet glisse sur le plan (frottement dynamique).
Dans les deux cas, la réaction du support sur l'objet se décompose en deux parties :
- une partie normale ; si le plan est horizontal et que rien n'appuie ni ne tire l'objet vers le haut, cette réaction est l'opposée du poids de l'objet ;
- une partie tangentielle, qui s'oppose au mouvement.
Frottement statique
L'objet est immobile sur le support. La composante tagentielle est déterminée par la loi de l'équilibre des forces. En revanche, lorsque cette composante tangentielle dépasse une valeur limite, l'objet se met à glisser. La loi de Coulomb détermine cette force limite Fmax :
- Fmax = μs · FN
où
- μs est le coefficient de frottement statique, une constante dépendant des deux matériaux (objet et plan) et de leur rugosité ;
- FN est la composante normale de la force.
Frottement dynamique
L'objet glisse sur le support. La composante tangentielle FT est indépendente de la vitesse de glissement, et est déterminée par la loi de Coulomb :
- FT = μd · FN
où
- μd est le coefficient de frottement dynamique, une constante dépendant des deux matériaux (objet et plan) et de leur rugosité ;
- Fn est la composante normale de la force.
On a
- μs ≥ μd
c'est-à-dire la force de frottement dynamique est inférieure à la force de frottement statique maximale. Ceci explique que
- lorsque l'on pousse une armoire, le plus difficile est de la mettre en mouvement (vaincre le frottement statique) ;
- lors d'un freinage en voiture, la distance de freinage est plus grande si l'on bloque les roues. En effet, dans le cas où la roue tourne, elle est localement à l'arret par rapport à la route, et le coefficient de frottement à prendre en compte est le coefficient statique. Si la roue est bloquée, elle glisse par rapport à la route, et le coefficient de frottement applicable est alors le coefficient dynamique qui est inférieur comme décrit ci-dessus.
Voir aussi
See also: Loi de Coulomb, Ampère, Champ magnétique, Champ électrique, Champ électromagnétique, Charge électrique, Charles de Coulomb, Circuit électrique, Condensateur
