Les Machines simples

« Les Machines simples coins , l es vis, les plans inclinés et l es treuils , ainsi que d'a utr es systèm es de poulies pour obtenir l'e ffet initial em ent rec herché.

À la recherche de l'efficacité Dans l'exemple du casse -noisett es, la force de n otr e main est simplement multipliée par l'e ffe t du l evie r sur la noix à casser.

On désigne ce fac­ teur multipli cateur par le te rme d'avantage méca ­ nique obtenu.

Ainsi, dans le cas où une for ce de 200 newtons (unit é int erna tional e de force) est app liqu ée aux man c hes de l'outil , elle se traduit par une for ce de 1 000 newtons au niv eau de la noix.

On dit qu e l'avantage méca niqu e procuré par le casse-no isettes est éga l à 5 (le chiffr e est obtenu en rapportant les deux valeurs l'un e à l' a utr e).

Comme dans toute machin e, une frac­ tion de l'én ergi e utilisé e est perdue par l'appar eil , 346 ......

Les pinces reposent sur le principe du levier pour assurer une forte prise.

La pince à .....

sucre est moins efficace car l 'effort est déployé près de la charge , mais son rôle est plus hygiénique que pratique.

par exe mp le sous forme de ch ale ur le long des plans de friction des parti es mobiles.

Cette perte ind ésirable est une m esure de l'e fficac ité re lative d e la machine: elle peut êtr e c hiffr ée et on a r eco urs pour cela à la notion de «travail> >.

La notion de «travail)) En physique, on appe lle «travail » le produ it (c'e st­ à-dire la mu ltip lica tion ) de la for ce exe rcée par le dép lacement de son point d 'application.

Le tra­ vail s'e xprime en unités appelées «jou l es» (sy m­ bole J ), un joule valant un new to n-m è tre.

L'e fficacit é d'une m achine se calc ul e e n divi­ sant le travai l ob tenu en sortie de machine par le trava i l communiqué au départ , e t s 'exprime donc par un pourcentage.

Ainsi, lorsque l'on applique par exemp le 50 jou l es de travai l à un e machine et qu e l'o n ob tien t à sa sortie 45 jou l es de travai l ......

Dan~cette anctenne brasserie , des chevaux assuraient la rotation d'une roue , transmise par un système d'engrenages aux meules qui étaient situées à l'étage supérieur.

Les cames .....

sont des pièces mécaniques aux formes asymétriques.

Celles -ci permettent de transformer un mouvement rotatif en un mouvement linéaire de va-et-vient qui est à son tour communiqué à des poussoirs.

Un arbre à .....

vilebrequin consiste en une roue fixée à une bielle .

Ce dispositif permet de transformer un mouvement circulaire en un mouvement de va-et­ vient ou vice versa.

Les engrenages .....

à dents assurent un mouvement circulaire , tout en régulant le nombre de tours par minute.

Le nombre de dents détermine les vitesses de rotation.

effec tif (5 jo ul es aya nt été per dus en co urs de route par friction ), alors l'e ffica cité de la ma chi­ n e e st de 45 divisé par 50, soit de 90 % .

Cette for ce de friction perdue dans l'opéra­ tion se manifeste sous forme de chal eur.

Dans les ma c hin es fon cti onnant en perman en ce, on a don c soin de diminuer au maximum la fri cti o n, par exe mp le e n ayant reco urs à des graisses , à d es huil es e t à d'autr es lubrifiants injecté s entr e les parties en co ntac t, ainsi qu'en prévoyant une évac uation de la chal eur: on peut reco urir à la venti lation , ou emp loy er d es fluides calorifiques.

Sans ces précautions , les pièces méca niqu es pourrai ent ra pidem en t se déform er et gripper sous l'effet de la chal eur , sans compter le gaspillage d 'é n e rgie qu 'entraîn e une friction excessive .

Il peut paraître étrang e à prem iè re vue qu'un e ma chin e simp l e, comme le casse-noisettes précé­ demm ent déc rit, pu i sse mult ip lie r la for ce qu 'on lui communique .

En e ffe t, un travai l ne saurait augmenter magiquem ent: c'es t un e loi de la phy­ sique qui veut que le travail se conserve -voir e d é clin e, par friction ou sous l'effet des autres éc hauff em ents que nous venons d 'évoquer.

Le calcul du «travail)) Ce qui se passe e n fait , c ' est que la ma chin e inte r­ vient sur l es com posant es du travail -la for ce et l a distance couverte - pour privi'légier la pr emi è­ re au d étrim ent de la seconde .

Dans l'exempl e du casse-noise ttes, le trav ail d e dé part est repr ése nté par la force qu e la po i gnée exe rce sur l es deux man ch es qu i l es dép lace l'un vers l'autr e sur une distan ce de plu­ sieurs cent im ètr e s.

La transmission de cette fo r ce se fait , a u tr ave rs d'une articulation appelée pivot, aux mâc hoir es plus courtes de l'a utr e cô t é: or, qui dit déplacement plus court de la force dit amplitud e plus é levée de cette mêm e force, puisque le produit de la forc e par le déplacement (le trava il) reste co nstant par définition.

Ainsi, lorsqu e l'on se rr e l es man ch es avec un e for ce de. »