Physique Premières C, D, E : Le principe de l'inertie

Considérons un solide en équilibre sur un plan horizontal rugueux. Il est soumis à deux forces : son poids $\vec{P}$ et la réaction $\vec{R}$ du support (qui empêche le solide d'enfoncer le support). Le solide étant en équilibre, $\vec{P}+\vec{R}=\vec{0}$: $\vec{P}$ et $\vec{R}$ont la même direction.

Exerçons maintenant une force $\vec{F}$ horizontale sur le solide. Nous sentons une résistance au mouvement. La direction de $\vec{P}$ n'ayant pas changé, nous devons alors admettre que la réaction du support n'est plus perpendiculaire au support de telle sorte qu'une composante horizontale$\vec{f}$ de $\vec{R}$ apparaît pour s'opposer à la force $\vec{F}$. Pour qu'il en soit ainsi, la réaction $\vec{R}$ du support doit s'incliner du côté où nous poussons. Cette composante $\vec{f}$ parallèle au support, est la résultante des forces de frottement. Le solide ne se met en mouvement que si l'intensité de $\vec{F}$ dépasse celle de $\vec{f}$. L'intensité de $\vec{f}$ est d'autant plus faible que le plan est plus lisse. L'autre composante ${\vec{R}}_N$ est la composante normale de $\vec{R}$ (elle empêche le solide de pénétrer le support en compensant $\vec{P}$).

Si les surfaces en contact étaient parfaitement lisses, il n'y aurait pas de frottement ($\vec{f}=\vec{0}$) . Aucune force ne s'opposerait au mouvement du solide. La plus petite force suffirait alors pour mettre le solide en mouvement. Comme aucune force ne s'oppose au mouvement, le solide reste en mouvement même si nous cessons de le pousser.