Le coefficient de frottement dépend-il de la température?
Je pensais donc aux freins d'une voiture l'autre jour. Lorsque les freins sont appliqués, la force avant est convertie en chaleur dans les disques de frein. Lorsque les freins sont froids (au début), ils ont la capacité d'absorber beaucoup de chaleur et d'avoir plus de puissance de freinage. Mais à mesure que les freins chauffent, leur capacité à absorber plus de chaleur devrait diminuer et, à son tour, la force de freinage diminue également.
Alors, cela signifie-t-il que le coefficient de frottement diminue avec la température? Si oui, comment cela fonctionne-t-il au microscope? Normalement, le coefficient de frottement est une mesure de la douceur ou de la rugosité des deux surfaces, quel serait le facteur thermique?
Réponses
Eh bien, en bref, oui.
Bien que cette variation dépende en grande partie du matériau, avec le changement de température, le mécanisme interne provoquant le frottement (mécanisme ancien ou moderne) varie, de sorte que la valeur du coefficient de frottement change.
Généralement, cette valeur diminue avec l'augmentation de la température.
Selon le mécanisme moderne, avec l'augmentation de la température, les forces intermoléculaires entre les surfaces diminuent. Ceci est similaire au fait qu'avec l'augmentation de la température, un solide fond et un liquide se vaporise, d'où une diminution du frottement.
PS Je suppose que vous connaissez le mécanisme de friction parce que la façon dont vous avez décrit le phénomène est remarquable. Au cas où vous auriez besoin d'un commentaire d'explication plus détaillé ci-dessous.
Comme indiqué dans la réponse fournie précédemment, en général, une température plus élevée des freins entraîne un coefficient de frottement plus faible.
Cette perte de coefficient de frottement est appelée «évanouissement des freins».
La décoloration des freins est bien sûr très dangereuse. Disons qu'une voiture a bouclé un tour, sur un circuit qui est dur sur les freins, et que le pilote approche à nouveau du même virage, avec la même vitesse que dans le premier tour. Désormais, les freins n'ont plus la même puissance de freinage.
Cependant, il n'est pas vrai que tous les matériaux affichent une décoloration des freins. Des matériaux ont été développés qui conservent un coefficient de frottement élevé lorsqu'ils sont chauffés au rouge. Ces matériaux sont utilisés en course.
Je me souviens avoir vu une démonstration de cela dans une émission de télévision.
Une voiture puissante était équipée de plaquettes de frein et de disques de frein en un matériau aussi très coûteux. Un pilote de course a pris la voiture pendant un certain nombre de tours, freinant tout le temps de la manière la plus agressive possible. Avec les freins très chauds, la voiture est revenue à la caméra, et la caméra a plongé sur l'une des roues pour montrer le disque de frein rougeoyant. Le conducteur a confirmé que les freins n'avaient affiché aucune décoloration notable.