Comprendre les composants clés d'un système de poulies

Classée machine simple, la poulie réduit la force nécessaire pour lever une charge. Composée d'une poulie à gorge (roue rainurée) montée sur axe/arbre, et d'une corde/courroie dans la gorge. Trois éléments : roue, axe, corde. Avantage : change direction et point d'application de la force → lever plus facile.

Détails de construction

Gorges empêchent corde/courroie de glisser. Corde tendue (tension) car courroie lâche glisse → échec. Roues tournent sur axe central, fixées par une clavette (key) enfoncée maintenant roue et arbre solidaires. Ajustement serré pour éviter glissement roue sur axe.

Types de poulies selon organisation

• Poulie fixe : axe fixe, machine fixée à un support. Aucun avantage mécanique réel (même force requise), change seulement la direction de la force.
• Poulie mobile : axe libre, se déplace → réduit significativement la force. Un bout de corde fixe, force sur l'autre bout → double force sur l'objet.
• Poulies composées : mélange fixe + mobile → force < moitié du poids. Palans (block and tackle) : plusieurs poulies sur chaque axe. Utilisation optimale des composants pour charges très lourdes (ex. transfert cargaison navire→terre). Archimède crédité du premier palan (déplacement navire chargé).

Applications

Palans : grues, hissage voiles navires. Poulies : aérospatiale, automobile, escalade/sauvetage. Vitales pour la plupart des machines.

Qu'est-ce qu'une poulie ? (synthèse)

Machine simple : corde enroulée sur roue rainurée. Roue fixée sur axe. Élément d'entraînement : corde, chaîne, courroie, câble. Fonction principale : lever charges lourdes, mais aussi transporter, transmettre puissance, distribuer poids, changer direction, soutenir mouvement, transmettre énergie/mouvement. Simplicité = usage universel.

Exemples quotidiens

• Ascenseurs
• Puisage eau au puits
• Escalade
• Rideaux de théâtre
• Stores à cordon
• Machines de sport
• Mâts de pavillon
• Chaînes ventilateur plafond
• Engins de chantier

Poulies : machines sophistiquées et essentielles, utilisées depuis 287-212 av. J.-C. et encore omniprésentes.

Fonctionnement selon les 3 types principaux

• Fixe : attachée à structure. Tirer corde vers le bas → charge monte. Inverse direction, gravité favorable. Ex: puisage puits.
• Mobile : attachée à la charge. Une seule partie de corde fixée. Ex: tyrolienne.
• Composée : combinaison fixe + mobile. Système 2+ poulies avec corde entre elles. Plus de poulies = avantage mécanique global plus grand. Courant sur grues.

Fabriquer une poulie (fixe) avec objets du quotidien

Matériel : cintre fil de fer, pinces coupantes, bobine de fil vide, pinces, ficelle, objet léger.

1. Couper le milieu du bas du cintre.
2. Écartement délicat, glisser bobine sur une extrémité.
3. Passer les deux fils coupés dans le centre de la bobine, plier les bouts autour (pinces) pour bloquer la bobine.
4. Couper ficelle (longueur = 2× distance sol-cintre), boucler sur bobine.
5. Objet léger (ex: rondelles), attacher un bout de ficelle, poser au sol, autre bout libre.

Tirer le bout libre vers le bas → charge monte. Bobine tourne sur cintre, frottement réduit → levage plus facile.