Principes des poulies et des leviers

Les poulies et les leviers sont utilisés depuis des siècles comme moyen d’accomplir des tâches lourdes. Ces machines simples utilisent les lois de la physique pour déplacer efficacement le poids sur une distance. Ils permettent à une seule personne de déplacer des poids qu’un humain serait incapable de soulever sans l’intervention de tels outils.

Poulies à roues multiples

Si vous faites passer une corde sur le dessus d’une poulie simple et soulevez un poids avec elle, vous tirerez la corde sur la même distance que le poids soulevé, et vous soulèverez effectivement le même poids. Cependant, si vous attachez la corde au bas du cadre de la poulie, faites-la passer à travers une autre poulie et remontez à travers la première, vous tirerez alors la corde deux fois la distance à laquelle le poids est soulevé, mais ne soulevant que la moitié du poids. Le résultat pratique de ceci est que vous pourriez soulever, par exemple, un poids de 100 livres de 10 pieds en tirant une corde de 20 pieds avec ce qui ressemble à un poids de 22,7 kilogrammes. Ce principe peut être prolongé indéfiniment en ajoutant des poulies supplémentaires.

Poulies à engrenages

Le rapport poids/distance peut également être modifié en utilisant des poulies de diamètres différents, ce qui est essentiellement le même principe que le fonctionnement familier des engrenages de bicyclettes. Lorsque vous tournez un engrenage de grand diamètre qui est attaché par une chaîne à un engrenage de petit diamètre, le plus petit engrenage tournera plus rapidement. En attachant des poulies de diamètres différents les unes aux autres avec des câbles ou des chaînes, vous pouvez augmenter considérablement votre puissance de levage en tirant simplement le câble ou la chaîne sur une distance plus longue que le poids soulevé.

Leviers

Un levier fonctionne selon le même principe qu’une poulie, mais d’une manière physique très différente. Si vous prenez une planche de 10 pieds et que vous la posez sur un point d’appui au centre, vous pouvez placer un poids à une extrémité et le soulever en appuyant sur l’autre extrémité. La distance que vous abaissez une extrémité sera identique à la distance que l’autre extrémité soulève et nécessitera la même quantité de poids. Cependant, si vous décalez le point d’appui du centre de la planche – le levier – vous obtenez un avantage mécanique. Si le point d’appui est à un pied d’une extrémité et à neuf pieds de l’autre extrémité, vous pouvez soulever un poids très lourd en abaissant simplement l’extrémité longue neuf fois plus loin que l’extrémité courte ne s’élève.

L’héritage des poulies et des leviers

Les poulies et les leviers et la physique qui les sous-tendent sont à la base de nombreuses machines modernes. Tout, des roues hydrauliques aux moteurs à combustion interne, utilise le principe de la transformation du poids en distance.