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Une poulie est un instrument conçu pour faciliter le soulèvement d’une masse lourde en modifiant la direction de la force qui doit être appliquée pour déplacer l’objet. Le type le plus élémentaire de poulie consiste en une corde et une poulie, mais il existe trois types de poulies différents qui fonctionnent avec des mécanismes quelque peu différents.
Types de poulies
Il existe trois types de base de poulies: les poulies fixes, les poulies et les systèmes de poulies combinées. La poulie fixe consiste en une poulie suspendue à quelque chose ressemblant à une poutre, entourée d'une corde. Une extrémité de la corde est attachée à un objet et l'autre est tirée pour le soulever. La poulie fixe reste au même endroit pendant que l'objet est soulevé, tandis que le mobile est suspendu de manière à lui permettre de se déplacer. Le système de poulies combinées est assemblé en enroulant un seul câble entre deux poulies ou plus. Quelques calculs physiques simples peuvent être utilisés pour déterminer l'efficacité d'un système à poulies.
Poulies fixes et mobiles
Une poulie fixe ne réduit pas la force nécessaire pour soulever un objet. Lorsque vous attachez une extrémité de la corde à un bloc de 20 kg, vous devez toujours appliquer au moins la même force pour la soulever en tirant sur l'autre extrémité de la corde. En fait, cette force sera encore plus grande. , car il faut aussi déplacer la corde et vaincre les frottements. Sur le plan physique, la poulie fixe n'offre aucun avantage mécanique. Cependant, les poulies mobiles permettent de soulever une charge avec moins d'effort, ce qui présente un avantage mécanique. Cependant, elles sont toujours moins efficaces que les poulies combinées, qui travaillent en répartissant la force entre les différentes sections du câble.
Systèmes de poulies combinées
Les systèmes de poulies combinées fonctionnent en répartissant la force nécessaire pour déplacer un objet. Dans un système à deux poulies, la corde est divisée en trois sections. On va du plafond à la première poulie, où l’objet est piégé. La deuxième section va de la première poulie à la deuxième poulie la plus proche du plafond. Le troisième va de la deuxième poulie à la personne qui tire la corde. Si l'objet pèse 150 kg, une force de 150 kg sera généralement nécessaire pour le suspendre. Mais avec cette configuration de poulies combinées, chaque section de la corde absorbe un tiers de la force, de sorte que la force totale que l'opérateur devra appliquer sera de 50 kg. Ceci peut être exprimé par un calcul physique: L est égal à F multiplié par le nombre de sections de la chaîne, où L est égal au poids de la charge et F à la quantité de force.
Calculs
En utilisant la formule physique simple L = F fois le nombre de segments de corde, il est facile de calculer la quantité de force requise pour suspendre un objet lourd avec un système de poulie. Si la corde de votre système de poulie est divisée en quatre sections, la force appliquée à l'extrémité tirée sera multipliée par quatre à l'autre extrémité de la corde. Par exemple, si l’objet à peser pèse 500 kg et que la force appliquée est de 125 kg, vous pourrez le déplacer, car 1 000 = 250 x 4. Cependant, le montant que vous devez extraire sera également multiplié par le même nombre. Ainsi, au lieu de tirer, par exemple, un mètre de corde pour faire lever l’objet d’un mètre, vous devez tirer quatre mètres de corde pour qu’il parcourt la même distance. Pour cette raison, les systèmes de poulies peuvent ne pas être très efficaces, tout en offrant un bon avantage mécanique.
