Comprendre un système de levier

Un levier est un dispositif de base constitué d'une poutre ou d'une tige rigide pivotant sur une charnière fixe, ou pivot. Il est utilisé pour appliquer une force à une charge et offre généralement un avantage mécanique. Un corps rigide qui peut tourner autour d'un point sur lui-même s'appelle un levier. Les trois types de leviers sont classés en fonction de l'emplacement du point d'appui, du poids et de l'effort.

Eh bien, dans cet article, les réponses aux questions suivantes seront abordées :

• Qu'est-ce qu'un levier ?
• Quelles sont les applications du levier ?
• Quels sont les composants d'un levier ?
• Quels sont les types de levier ?
• Comment fonctionne un levier ?
• Quels sont les exemples courants de leviers ?

Plongeons !

Qu'est-ce qu'un levier ?

Un levier est un dispositif de base constitué d'une poutre ou d'une tige rigide basculant sur une charnière fixe, ou pivot. Il est utilisé pour appliquer une force à une charge et offre généralement un avantage mécanique. Un corps rigide qui peut tourner autour d'un point sur lui-même s'appelle un levier. Les trois types de leviers sont classés en fonction de l'emplacement du point d'appui, du poids et de l'effort.

L'effet de levier est un autre avantage mécanique obtenu dans un système. Il est idéal pour transporter ou soulever des objets lourds. Il existe de nombreux exemples de cette machine simple et pratique. La bascule, le pied-de-biche, la ligne de pêche, les avirons, les brouettes et la pelle de jardin sont tous des exemples efficaces de leviers.

L'un des six dispositifs simples identifiés par les scientifiques de la Renaissance. L'effet de levier est la capacité d'augmenter une force d'entrée pour produire une force de sortie plus forte. L'avantage mécanique du levier est déterminé par le rapport entre la force de sortie et la force d'entrée.

Les leviers sont des dispositifs qui augmentent la force, pour le dire simplement. Parce qu'ils n'ont que la poignée et le pivot, nous les appelons "machines de base". Le «bras» du levier, souvent appelé poignée ou barre, est l'endroit où vous poussez ou tirez lorsque vous utilisez des ciseaux. Le point sur lequel le levier tourne ou s'équilibre est appelé le "point d'appui".

Le levier, qui compense les forces contre le mouvement, est donc un mécanisme d'avantage mécanique. Charge/Effort est l'équation de l'avantage mécanique d'un levier. Un homme peut tirer sur le bras long et soulever son poids plusieurs fois. Selon la légende, ce mécanisme a été utilisé en Egypte et en Inde dès 1500 avant notre ère pour soulever l'eau et mobiliser les guerriers pour la bataille.

Quelles sont les applications du levier ?

Les objets sont généralement déplacés ou soulevés à l'aide d'un levier. Dans certains cas, il est utilisé de pousser contre des objets sans vraiment les déplacer. En appliquant une petite force sur une distance plus large à l'autre extrémité, les leviers peuvent être utilisés pour appliquer une force énorme sur une courte distance à une extrémité. Voici quelques utilisations courantes des leviers :

Les leviers facilitent la coupe, le retrait et le levage d'objets serrés.

• Les leviers courants pour enlever les clous du bois ou d'autres surfaces dures incluent les griffes de marteau.
• Les barres de roue sont pratiques au quotidien car elles permettent de déplacer des objets excessivement lourds ou encombrants.
• Même si les objets ne sont pas particulièrement lourds, des leviers tels que des pincettes et des pincettes permettent de les soulever ou de les retirer facilement.
• Les leviers qui appliquent une force pour couper ou séparer le matériau incluent les ciseaux.

Quels sont les composants d'un levier ?

Chaque levier a trois composants :

Le point de pivotement du levier est connu sous le nom de point d'appui.

La force appliquée au levier est appelée force d'entrée, également appelée effort.

La force utilisée par le levier pour déplacer la charge est appelée force de sortie (parfois appelée charge).

En termes simples, la poutre est une longue planche. Il peut être fait de métal, de bois ou d'un autre matériau solide. La poutre est supportée par un pivot (un point sur la barre créant un pivot).

Vous fournissez une force (entrée) à un levier lorsque vous appuyez sur une extrémité de celui-ci. Le levier pivote autour du point d'appui et applique une force de sortie à la charge pour la soulever. Les leviers facilitent le travail en améliorant la force d'entrée et en inversant la direction de la force d'entrée.

Quels sont les types de levier ?

Les leviers sont disponibles en variétés de première classe, de deuxième classe et de troisième classe. Les emplacements de la force, du point d'appui et de la charge déterminent en quoi les trois classes diffèrent les unes des autres.

Levier de première classe

Le point d'appui des leviers supérieurs est situé entre la force et la charge. Vous répartissez l'effort sur une zone plus large que la charge lorsque vous utilisez un tournevis pour retirer le couvercle d'un pot de peinture. Une plus grande force peut être donnée à la charge pour ouvrir la boîte en plaçant le point d'appui (le rebord de la boîte) près du couvercle (la charge).

Ce faisant, vous réduisez l'effort requis, ce à quoi excellent les leviers de premier ordre. Des pinces, des ciseaux, un pied-de-biche, un marteau, une bascule et une balance sont d'autres exemples de leviers de première classe.

En un mot, un levier de première classe a un point d'appui situé entre l'effort (force) et la charge et se déplace sur une grande distance pour déplacer le poids sur une distance plus courte. L'avantage mécanique d'un levier de premier ordre augmente à mesure que le rapport entre la longueur du bras d'effort et la longueur du bras de charge augmente.

Dans son adage bien connu, "Donnez-moi un point ferme sur lequel reposer (un point d'appui), et je déplacerai la Terre", Archimède fait référence à un levier de première classe.

Levier de seconde classe

La charge se situe entre l'effort (la force) et le point d'appui dans les leviers de second ordre. Une illustration courante est une brouette, où l'essieu et la roue servent de point d'appui et l'effort est réparti sur une large zone pour soulever une grosse charge.

Dans un levier de deuxième classe, beaucoup d'énergie est dépensée pour soulever une petite quantité de poids. L'avantage mécanique d'un levier de deuxième classe augmente à mesure que le rapport entre la longueur du bras d'effort (force) et la longueur du bras de charge augmente. Dans une brouette, l'avantage mécanique augmente avec la distance entre le poids et la roue. Une autre illustration d'un levier de seconde classe est un casse-noix.

Levier de troisième classe

Les leviers de troisième classe, comme les pinces à barbecue, placent l'effort entre le poids et le point d'appui. Un balai, une canne à pêche et une woomera sont d'autres illustrations de leviers de troisième classe. Il est difficile d'exercer une force significative sur un levier de troisième classe car la charge se déplace plus loin que l'effort (force) et l'avantage mécanique est faible. Ne pas écraser les saucisses sur le gril, cela peut être un avantage !

Vous utilisez un levier de troisième classe lorsque vous soulevez quelque chose de lourd avec votre avant-bras. Juste devant le coude, les muscles du biceps sont joints à l'avant-bras. L'effort est entre le point d'appui (coude) et la charge, qui est sur la main.

Comment fonctionne un levier ?

Les leviers fonctionnent en abaissant la quantité de force nécessaire pour déplacer ou soulever une charge. Les leviers y parviennent en étendant l'amplitude de mouvement de la force. Au lieu de cela, ils dispersent l'effort sur une zone plus large, ce qui facilite le travail. L'expérience pratique a montré que lorsque deux forces égales, dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, sont appliquées à un levier uniforme à des distances égales du point d'appui, elles s'équilibrent et amènent le levier à un équilibre.

L'expérience a également démontré que deux forces inégales se comportent différemment. Cela se traduira par la magnitude d'une force lorsqu'une autre force est présente. De plus, son bras d'effort, également appelé bras de levier, est égal au produit de la force de l'autre force et du bras d'effort.

La conclusion générale, connue sous le nom de théorie des moments, stipule que l'équilibre est atteint lorsque la somme des moments des forces agissant dans le sens antihoraire est égale à la somme des moments des forces agissant dans le sens antihoraire. En physique, le produit d'une force s'appelle le moment de la force par son effort.

Par conséquent, une très petite force appliquée à une grande distance du point d'appui peut vaincre une force très forte exercée à une grande distance. Selon la légende, Archimède possédait un levier mental qui lui permettait de se tenir debout et de déplacer le monde.

Quels sont les exemples courants de leviers ?

Les bascules, les brouettes, les ciseaux, les pinces, les ouvre-bouteilles, les vadrouilles, les balais, les pelles, les casse-noix et les articles de sport comme les battes de baseball, les clubs de golf et les bâtons de hockey sont tous des exemples de leviers dans la vie quotidienne. Vous pouvez même utiliser votre bras comme levier. Voici des exemples des différents types de levier :

Exemple de levier de première classe

Le levier de premier ordre le plus connu peut être une bascule ou une bascule. Le cavalier à une extrémité de la bascule applique une force vers le bas, qui est traduite à travers le pivot pour soulever le cavalier à l'autre extrémité. L'efficacité de la force d'un pilote plus petit est augmentée en rapprochant le point d'appui d'un pilote plus grand.

Un autre levier commun de premier ordre est une paire de ciseaux. Le point d'appui d'une paire de ciseaux est formé par la vis joignant les deux côtés, les poignées et la force qui est appliquée aux lames pour faire couper les ciseaux. En exerçant une force sur les poignées, les pinces fonctionnent comme des leviers de premier ordre de la même manière que les ciseaux. La section médiane articulée servant de point d'appui, la charge ou la résistance est placée entre les dents de la pince.

Exemples de levier de seconde classe

Des exemples de leviers de second ordre sont les brouettes. Comme point d'appui, la roue est utilisée. Les poignées sont là où la force est appliquée. Bien sûr, il y a un poids entre la force et le point d'appui. Un levier de second ordre est un casse-noix à main standard. Le point d'appui est l'extrémité articulée. L'écrou (charge) entre les poignées est fissuré lorsqu'une force est appliquée à leurs extrémités.

Un levier de second ordre est un ouvre-bouteille portatif. Pour surmonter la résistance du bouchon de la bouteille, une force est appliquée à une extrémité de l'ouvre-bouteille. L'extrémité de l'ouvre-bouteille soutenue par le bouchon sert de point d'appui.

Exemple de levier de troisième classe

De nombreux équipements sportifs, tels que les battes de baseball, les clubs de golf et les bâtons de hockey, sont des leviers de troisième ordre. Vous les tenez à deux mains, mais l'une ne sert qu'à soutenir l'objet tandis que l'autre exerce une plus grande pression.

Par conséquent, l'une de vos mains tenant le levier dans ces trois scénarios sert de point d'appui (c'est-à-dire le club, le bâton, etc.). La balle de baseball, de golf ou de hockey reçoit la force qui est délivrée près du point d'appui lorsque votre autre main exerce une force pour déplacer l'extrémité opposée de l'objet.

Votre bras est un levier de troisième ordre qui sert à soulever une pomme. La pomme ou la charge est soulevée en utilisant le coude comme point d'appui et les muscles appliquant la force. Un levier de troisième ordre efficace est une pelle. Comme avec un bâton de hockey, l'extrémité de la pelle soulève et pousse le fardeau tandis que la main la plus proche de l'extrémité sert de point d'appui, tandis que la seconde main contribue à l'effort.

Les vadrouilles et les balais servent également de leviers de troisième ordre. L'extrémité du balai ou de la vadrouille pousse contre la résistance du sol et de la saleté tandis que la main inférieure produit la force et que la main supérieure agit comme point d'appui.

FAQ

Qu'est-ce qu'un levier ?

Les machines qui augmentent la force utilisent des leviers. Parce qu'ils n'ont que la poignée et le pivot, nous les appelons "machines de base". Le "bras" du levier est la poignée ou la barre, où vous poussez ou tirez. Le point sur lequel le levier tourne ou s'équilibre est appelé le "point d'appui".

Quels sont les types de leviers ?

Voici les trois types de leviers :

1. Levier de première classe – le point d'appui est au milieu de l'effort et de la charge, un levier de premier ordre.
2. Levier de seconde classe – la charge est au milieu entre le point d'appui et l'effort. Levier de seconde classe.
3. Levier de troisième classe – l'effort est au milieu entre le point d'appui et la charge.

Qu'est-ce qu'un levier de première classe ?

En un mot, un levier de première classe a un point d'appui situé entre l'effort (la force) et la charge et se déplace sur une grande distance pour déplacer le poids sur une distance plus courte. L'avantage mécanique d'un levier de premier ordre augmente à mesure que le rapport entre la longueur du bras d'effort et la longueur du bras de charge augmente.

Quels sont les exemples de levier de première classe ?

Des pinces, des ciseaux, un pied-de-biche, un marteau à griffes, une bascule et une balance sont d'autres exemples de leviers de première classe. Essentiellement, un levier de première classe a un point d'appui situé entre l'effort (force) et la charge et se déplace sur une grande distance pour déplacer le poids sur une distance plus courte.

Qu'est-ce qu'un levier de seconde classe ?

Dans un levier de deuxième classe, beaucoup d'énergie est dépensée pour soulever une petite quantité de poids. L'avantage mécanique d'un levier de deuxième classe augmente à mesure que le rapport entre la longueur du bras d'effort (force) et la longueur du bras de charge augmente.

Qu'est-ce qu'un levier de troisième classe ?

Il est difficile d'exercer une force significative sur un levier de troisième classe car la charge se déplace plus loin que l'effort (force) et l'avantage mécanique est faible. Ne pas écraser les saucisses sur le gril, cela peut être un avantage !

Que sont les leviers et les exemples ?

Les leviers comprennent des choses comme des brouettes, des cannes à pêche, des pelles, des balais, des bras, des jambes, des rames de bateau, des pieds de biche et des ouvre-bouteilles. L'une des machines simples les plus courantes est le levier. Ils sont faits pour faciliter le travail, comme toutes les machines rudimentaires comme le levier.

Qu'est-ce qu'un levier en physique ?

Une poutre ou une tige rigide pivote sur une charnière fixe, ou pivot, pour former une machine simple connue sous le nom de levier. Un corps rigide qui peut tourner autour d'un point sur lui-même s'appelle un levier. Les trois types de leviers sont classés en fonction de l'emplacement du point d'appui, du poids et de l'effort.

Quelle est la classe du levier ?

Les leviers sont disponibles en variétés de première classe, de deuxième classe et de troisième classe. Les emplacements de la force, du point d'appui et de la charge déterminent en quoi les trois classes diffèrent les unes des autres. Le point d'appui d'un levier de première classe est situé à mi-chemin entre la force d'entrée et la force de sortie.

Quelle est la définition du levier pour les enfants ?

Un point d'appui est un support sur lequel repose un corps long et robuste appelé levier. Le point de pivotement du levier s'appelle le point d'appui. C'est l'un des trois composants ou processus qui constituent un levier. L'élément soulevé ou autrement impacté est connu sous le nom de charge. Toute personne tirée vers le haut est la charge d'une balançoire.

À quoi servent les leviers ?

Les gens peuvent utiliser un levier pour exercer moins de force tout en travaillant. Les objets sont généralement déplacés ou soulevés à l'aide d'un levier. Dans certains cas, il est utilisé de pousser contre des objets sans vraiment les déplacer. En appliquant une petite force sur une distance plus large à l'autre extrémité, les leviers peuvent être utilisés pour appliquer une force énorme sur une courte distance à une extrémité.