Nous expliquons ce qu’est un levier, les forces qu’il utilise et les variables à prendre en compte. Aussi, types de leviers et exemples.
Qu’est-ce qu’un levier ?
Un levier est une machine simple, c’est-à-dire un appareil capable de modifier ou de générer une force et de transmettre un déplacement . Il est composé d’une barre rigide d’un matériau moyennement résistant, qui tourne librement sur un point d’appui appelé le pivot .
Un levier peut être utilisé pour maximiser la force mécanique appliquée à un objet, augmenter sa vitesse ou la distance qu’il parcourt, en appliquant une force proportionnellement plus faible.
Selon la proximité ou la distance du point d’appui par rapport au corps à déplacer, une force plus ou moins appliquée sera nécessaire et un effet plus ou moins important sera obtenu.
Trois forces agissent simultanément sur un levier :
- Puissance (P). C’est la force appliquée volontairement à l’extrémité du levier, afin de générer une réaction. Il peut être actionné manuellement ou au moyen d’un poids , voire de moteurs électriques ou à vapeur.
- Résistance (R). C’est la force à vaincre par la puissance, c’est-à-dire le poids exercé sur le levier par le corps que l’on veut déplacer et qui sera équivalent, par la loi d’action et de réaction, au poids exercé sur lui par le levier .
- Force de soutien. C’est la force que le point d’appui exerce sur le levier, égale et opposée aux deux précédentes, puisque la barre est maintenue sans bouger sur le point d’appui.
À leur tour, il y a deux autres variables à considérer dans le cas :
- Bras de puissance (Bp). C’est la distance entre le point d’appui et le point d’application de la puissance.
- Bras de résistance (Br). C’est la distance entre le point d’appui et la charge ou le corps à déplacer.
Tout ce qui précède est lié par la formule suivante :
P x Bp = R x Br , la puissance à travers votre bras est égale à la résistance à travers le vôtre.
Le levier a été inventé dans la préhistoire , et il existe déjà des traces dans l’antiquité mésopotamienne de son utilisation pour les puits d’irrigation. La première mention écrite d’un levier vient de Pappus d’Alexandrie dans son Recueil mathématique (340), où apparaît la célèbre citation du grec Archimède : « Donnez-moi un levier et je déplacerai le monde ».
Voir aussi : Poulie
types de levier
Il existe trois types de leviers, selon la position relative du point de résistance, du point de puissance et du point d’appui. Chacun a des caractéristiques différentes et aura un effet relativement différent.
- Levier de première qualité. Le point d’appui se situe entre la puissance et la résistance, ce qui rend la puissance appliquée bien inférieure à la résistance à surmonter, c’est-à-dire qu’elle maximise la puissance. Cependant, la vitesse transmise et la distance parcourue par le corps sont sacrifiées.
- Levier du second degré. La résistance est entre la puissance et le point d’appui, donc la puissance sera toujours inférieure à la résistance, même si vous n’obtenez pas plus de déplacement ou de distance parcourue (mais les économies d’énergie sont extrêmement utiles).
- Levier du troisième degré. La puissance exercée se situe entre le point d’appui, à une extrémité, et la résistance, à l’autre. La force appliquée est supérieure à celle résultante, mais il est possible d’augmenter la vitesse transmise ou la distance parcourue par le corps.
exemples de levier
Voici quelques exemples quotidiens d’effet de levier :
- Première année. La bascule, les ciseaux, les tenailles, les tenailles, les catapultes.
- Deuxième année. La brouette, le casse-noix, un bateau à rames, une table d’allaitement, un appareil d’exercice de levage.
- Troisième année. Une canne à pêche, une dégrafeuse, une pince à épiler ou l’articulation temporo-mandibulaire du corps humain.
