Les machines simples offrent des avantages mécaniques. En termes plus simples, les machines simples facilitent le travail en augmentant la quantité de travail effectué avec un certain effort ou en diminuant la quantité d'effort nécessaire pour effectuer le même travail. Le travail, par définition, est égal à la force multipliée par la distance. La machine simple connue sous le nom de levier se décline en trois variantes, dont chacune effectue un travail en augmentant l'efficacité d'une force appliquée.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Des exemples de leviers dans la vie quotidienne comprennent les bascules, les brouettes, les ciseaux, les pinces, les bouteilles ouvreurs, vadrouilles, balais, pelles, casse-noix et équipement de sport comme les battes de baseball, les clubs de golf et le hockey des bâtons. Même votre bras peut agir comme un levier.
Travail, Force et Distance
Le travail effectué par les leviers change généralement la direction de la force appliquée, la distance et la vitesse de mouvement produites par la force appliquée ou la force effective de la force appliquée. Les leviers utilisent une barre pour transférer un effort (force appliquée) à travers un point d'appui (point focalisé) à une charge ou à une résistance. Les positions relatives de ces trois éléments d'un levier déterminent si le levier est un levier de première classe ou du premier ordre, un levier de deuxième classe ou du deuxième ordre ou un levier de troisième classe ou levier de troisième ordre.
Leviers de première classe
Les leviers de première classe (également appelés premier ordre) ont la force appliquée d'un côté du point d'appui et la charge ou la résistance de l'autre côté du point d'appui. Le fait de rapprocher le point d'appui de l'extrémité de charge augmente l'efficacité de la force de l'extrémité d'effort. Ces types de leviers peuvent être les leviers les plus facilement reconnus.
Leviers de seconde classe
Les leviers de deuxième classe (ou de deuxième ordre) ont la force appliquée à une extrémité du levier et le point d'appui de l'autre côté du levier. La charge ou la résistance se situe entre le point d'appui et la force appliquée.
Leviers de troisième classe
Les leviers de troisième classe (ou de troisième ordre) ont la charge à une extrémité du levier et le point d'appui à l'autre extrémité du levier. La force appliquée se produit entre la charge et le point d'appui.
Dix types de leviers
Premier = Exemples de levier de classe
Une bascule ou une bascule peut être le levier de premier ordre le plus communément reconnu. La force appliquée vers le bas du cavalier à une extrémité de la bascule se traduit à travers le point d'appui pour soulever le cavalier à l'autre extrémité. Le fait de rapprocher le point d'appui d'un cycliste plus grand augmente l'efficacité de la force d'un cycliste plus petit.
Les ciseaux sont un autre levier courant de premier ordre. Les poignées appliquent la force ou l'effort, la vis reliant les deux côtés forme le point d'appui et la force transférée aux lames permet aux ciseaux de couper.
Comme les ciseaux, les pinces fonctionnent comme des leviers de premier ordre en appliquant une force sur les poignées. Le milieu articulé fonctionne comme un point d'appui et la charge ou la résistance se produit entre les dents de la pince.
Exemples de leviers de deuxième classe
Les brouettes sont des exemples de leviers de second ordre. La roue sert de pivot. La force appliquée se produit au niveau des poignées. La charge, bien sûr, se situe entre la force et le point d'appui.
Un casse-noix à main classique est également un levier de second ordre. L'extrémité articulée sert de point d'appui. La force appliquée aux extrémités des poignées fait fissurer l'écrou (charge) qui se trouve entre les deux.
Un ouvre-bouteille à main agit comme un levier de second ordre. Une force est appliquée à une extrémité de l'ouvre-bouteille dans un effort pour surmonter la résistance du bouchon de la bouteille. Le point d'appui se trouve à l'extrémité de l'ouvre-porte reposant sur le bouchon de la bouteille.
Exemples de leviers de troisième classe
Les leviers de troisième ordre comprennent de nombreux types d'équipements sportifs, notamment des battes de baseball, des clubs de golf et des bâtons de hockey. Vous les tenez avec vos deux mains, mais l'une tient simplement l'objet tandis que l'autre applique plus de force. Ainsi, ces trois exemples ont le point d'appui à une extrémité, où l'une de vos mains tient le levier (c'est-à-dire le club, le bâton, etc.). La force appliquée se produit près du point d'appui, où votre autre main applique un effort de sorte que la force déplace l'extrémité opposée de l'article, transférant la force à la balle de baseball, de golf ou de hockey.
Soulever une pomme utilise un levier de troisième ordre: votre bras! Le coude sert de point d'appui, la force appliquée vient des muscles et la pomme ou la charge est soulevée.
Une pelle fonctionne comme un levier de troisième ordre. Comme le bâton de hockey, la main la plus proche de l'extrémité agit comme le point d'appui, la seconde main fournit l'effort et l'extrémité de la pelle soulève et déplace la charge.
Les balais et les vadrouilles agissent également comme des leviers de troisième ordre. La main supérieure sert de point d'appui, la main inférieure fournit la force et l'extrémité du balai ou de la vadrouille pousse contre la résistance de la saleté et du sol.