Le frottement est la force qui résiste au mouvement d’une surface sur une autre. Lorsqu’une surface se déplace par rapport à l’autre, le frottement est cinétique – frottement de glissement. Au contraire, si les surfaces ne bougent pas – ou sont au repos – les unes par rapport aux autres, le frottement est statique. Pour le frottement statique, si la force totale appliquée sur un objet est « F » et la force résistive du frottement est « f », alors il existe un certain coefficient, s, tel que f = μs × F. Si F devient supérieur à f, le frottement statique cède la place au frottement de glissement, et l’expression mathématique devient f = μk × F, où μk est le coefficient de frottement cinétique ou de glissement.
Notez que les équations pour le frottement ne contiennent pas de termes facilement identifiables avec les causes de frottement. Cela est dû à la grande variation des phénomènes qui ajoutent à la friction. Il s’agit notamment des interactions de surface résultant de l’adhérence, du labourage et de la déformation des aspérités. L’adhérence fait référence à la composante de frottement de glissement qui résulte de l’attraction électrostatique des atomes. Les forces de nature adhésive entre deux surfaces peuvent être faibles — comme dans le cas des surfaces revêtues de Teflon® ou huilées — ou assez fortes, essentiellement infinies — dans le cas d’adhésifs puissants.
Deux surfaces pour la plupart intactes présentent des imperfections – une rugosité ou une dureté de surface – appelées aspérités. Ceux-ci peuvent s’emboîter au moins brièvement. Il existe deux mécanismes qui permettent encore à de telles surfaces de se déplacer l’une par rapport à l’autre, en subissant un frottement de glissement, sans s’arrêter. L’une d’elles est la déformation plastique, par laquelle l’obstruction est temporairement écartée. L’autre est le labour, c’est-à-dire qu’une caractéristique de surface élimine les imperfections de l’autre surface, un peu comme la charrue d’un agriculteur creuse la saleté sous sa lame, permettant ainsi le mouvement.
Une fois que deux surfaces au repos ont surmonté la force de frottement statique, elles s’engagent dans un frottement de glissement. Cela reste le cas tant que les surfaces sont en contact et que la force reste suffisamment importante pour continuer l’action. Pour la plupart des applications du monde réel, la force de frottement statique juste avant le début du mouvement est supérieure à celle subie pendant le frottement de glissement. Il a été trouvé, cependant, que si les imperfections de surface sont soigneusement minimisées, le niveau de force qui doit être atteint pour initier le frottement de glissement est à peu près le même que celui requis pour le maintenir.
Il existe d’autres forces à l’œuvre qui pourraient être considérées comme ressemblant à un frottement de glissement dans certains sens. Par exemple, un champ magnétique est capable de produire ce qui peut être considéré comme une sorte de friction dans une dynamo. Il en résulte une petite composante de freinage magnétique. Ceci est généralement classé comme amortissement magnétique plutôt que comme frottement de glissement.