Une poulie n'utilise ni carburant ni électricité et ne fonctionne pas seule, mais c'est toujours une machine. Pas une machine dans la façon dont le mot est défini par le dictionnaire Merriam-Webster, mais une machine dans la façon dont les ingénieurs définissent le mot: "Les machines simples sont des dispositifs qui peuvent être utilisés pour multiplier ou augmenter une force que nous appliquons La liste des machines simples comprend des articles que les gens utilisent tous les jours , tels que marteaux, tournevis et poignées de porte. Tous ces outils appartiennent à l'une des six catégories classiques de machines simples. Les catégories sont: Certains scientifiques considèrent la vis et le coin comme des types spéciaux de plans inclinés, ce qui réduit la liste à quatre entrées. Vous pouvez même considérer la poulie comme un cas spécial de roue et d'essieu et réduire la liste à trois éléments. Peu importe le nombre d'articles sur la liste, cependant, une poulie est considérée comme une machine. Le rapport entre la force de sortie d'une machine et la force que vous lui appliquez est connu sous le nom de mécanique de la machine. "advantage Vous pouvez calculer l'avantage mécanique d'un système de poulies en calculant la force requise pour soulever une charge à une certaine hauteur sans poulie (la force de sortie, F O) puis calculer la force nécessaire pour le faire avec la poulie (la force d'entrée F I). L'avantage mécanique est le rapport de la force de sortie à la force d'entrée: MA \u003d F O /F I. Plus la force d'entrée est faible par rapport à la force de sortie, plus l'avantage mécanique est grand. Pour un système de poulie simple, le calcul de son avantage mécanique est ridiculement facile. Vous comptez simplement le nombre de cordes qui supportent la charge. Une fois que vous connaissez l'avantage mécanique, vous pouvez calculer la force nécessaire pour soulever un poids connu. La force et le poids signifient la même chose, donc en calculant l'avantage mécanique, vous pourrez déterminer la réduction de la charge de la poulie. " Attendez, "dites-vous. "Comment savez-vous que l'avantage mécanique est égal au nombre de cordes?" Pour répondre à cette question, vous devez savoir ce qu'est un travail En ce qui concerne les physiciens, vous travailler (W) en appliquant une force (F) sur une distance (d). Vous calculez le travail en multipliant la force par la distance: W \u003d F • d. Le travail est lié à l'énergie, et puisque l'une des lois les plus fondamentales de la nature est que l'énergie est toujours conservé, le travail doit être conservé. Si la force appliquée à un système de poulie est inférieure à la force nécessaire pour soulever la charge, quelque chose doit changer pour que la quantité de travail que vous effectuez soit égale à la quantité de travail nécessaire pour soulever la charge. La quantité qui les changements sont la distance. Vous appliquez moins de force pour soulever une charge lorsque vous utilisez un système de poulie, mais vous devez tirer plus de corde pour élever la charge à une hauteur particulière. Si vous avez un système à double poulie, vous devez tirer deux fois plus de corde; dans un système à trois poulies, vous devez tirer trois fois plus, et ainsi de suite. En fait, pour tout système de poulies, vous pouvez calculer la quantité de corde supplémentaire que vous devez tirer en comptant le nombre de cordes supportant la charge. Poids et force aren 't quantités différentes. Le poids d'un objet n'est rien d'autre que la force exercée sur lui par la gravité, donc lorsque vous soulevez un objet, vous devez exercer une force égale à la force gravitationnelle. Si vous avez un seul système de poulie, la poulie vous permet de tirer sur la corde au lieu de la relever, ce qui est certainement plus facile, mais la force que vous exercez est toujours égale au poids de la charge que vous soulevez. Si vous ajoutez une poulie en dessous de la première, bouclez la corde autour des deux poulies et suspendez une charge de la deuxième poulie, la charge est maintenant supportée par deux cordes. L'avantage mécanique de ce nouveau système de poulies amélioré est donc de 2, ce qui signifie que vous n'avez qu'à exercer une force égale à la moitié du poids de la charge pour la soulever. Suspendez une troisième poulie à la première, passez la corde à travers pour que trois cordes suspendent la charge, et la force que vous devez exercer pour soulever la charge ne représente qu'un tiers de son poids. Vous pourriez dire , en général, que la réduction de la charge des poulies est l'inverse du nombre de câbles supportant la charge, mais peu de systèmes de poulies pratiques ont plus de quatre câbles. Par conséquent, la réduction de charge maximale de poulie que vous pouvez réaliser est le quart du poids de la charge. En réalité, la réduction de charge réelle est légèrement inférieure à cela, car vous devez prendre en compte le frottement dans les poulies. Supposons que vous pouvez soulever une personne de 200 livres par vous-même, mais c'est la limite de vos capacités d'haltérophilie. Pourriez-vous concevoir un système de poulies pour soulever une automobile de 2 000 livres? Probablement pas parce que même un système à quatre poulies ne réduirait le poids que d'un quart, et cela fait toujours 500 livres. Supposons que vous puissiez gréer une paire de systèmes de poulies et obtenir un ami, qui est aussi solide que vous, pour en tirer un. Vous auriez toujours des problèmes, mais vous pourriez être en mesure de le faire parce que chaque poulie soulèverait la moitié du poids, ou 1000 livres, et un quart de ce poids est de 250 livres. Si vous ajoutez une troisième poulie et une troisième personne au travail, cependant, chaque personne n'aura qu'à exercer 167 livres de force, ce qui est bien dans sa capacité, donc ce système fonctionnera facilement. Une poulie le calculateur de poids ne dépend pas du poids qui se soulèvera en premier lorsque la corde sera tirée car si une personne tire avant les deux autres, la voiture ne bougera pas. Les trois personnes doivent tirer simultanément pour partager correctement la charge et répartir le poids uniformément entre les trois poulies. Lorsque les trois personnes travaillent simultanément, il y a, en effet, 12 cordes supportant la voiture, ce qui fait l'avantage mécanique du système de poulie 12 et réduit la force nette nécessaire pour soulever le véhicule à 2000 ÷ 12 \u003d 167 livres.
- souvent au détriment d'une distance sur laquelle nous appliquons la force. "
Chaque machine a un avantage mécanique
(MA).", 3, [[Pour qu'une machine soit une machine, la force de sortie doit être supérieure à la force d'entrée, ce qui signifie que l'avantage mécanique doit toujours être supérieur à 1. Plus l'avantage mécanique est grand, moins vous devez entrer de force dans la machine pour la faire
L'avantage mécanique d'un système de poulies
Pour obtenir un avantage mécanique, vous devez tirer plus de corde
et non le type de travail que vous effectuez dans votre travail de 9 à 5 ans.
Poids, force et réduction de la charge de la poulie
Un exemple de calculateur de poids de poulie