Comment fonctionnent les poulies ?

Introduction

Les machines simples ont été développées par les gens pour réduire les efforts requis pour un travail particulier. Pour soulever un objet particulier d’un certain poids, une quantité égale de force doit être appliquée dans la direction opposée. Par exemple, pour soulever une boîte de 10 kilogrammes, il faut appliquer une force équivalente de 10 kilogrammes dans les deux sens. C’est un peu fatigant car la force doit être appliquée contre la force gravitationnelle. C’est pourquoi les poulies ont été inventées en tant que machines simples utilisées pour soulever ou tirer un objet avec un effort réduit. Discutons des processus de fonctionnement des poulies de manière plus détaillée.

Qu’est-ce que les poulies ?

Les poulies sont considérées comme l’une des machines simples de base qui ont été découvertes et qui sont utilisées pour soulever des objets. La première utilisation des poulies a été faite par les gens des anciennes civilisations égyptienne et mésopotamienne. Les poulies sont constituées d’une combinaison de roues fixées à un arbre ou à un axe. Ces roues sont épaisses et contiennent des rainures dans la partie centrale pour permettre le libre mouvement des cordes ou des câbles autour d’elle sans aucune résistance.

Image : Une poulie simple avec une corde fixée avec un axe

Des poulies multiples sont souvent placées ensemble dans un système unique pour réduire l’effort utilisé pour soulever ou tirer un objet spécifique. Une augmentation du nombre de poulies réduit l’effort manuel requis.

Image : Des poulies multiples placées ensemble pour réduire l’effort

Comme le montre l’image ci-dessus, des poulies multiples réduisent l’effort nécessaire pour soulever une charge. La charge ici a un poids de 100N, et la force qui doit être appliquée est de 33,5N. Passons en revue les détails élaborés du fonctionnement des poulies.

Comment fonctionnent les poulies ?

Les poulies sont utilisées dans de multiples secteurs de travaux qui sont associés au levage et à la traction de certains objets qui ont une masse ou un poids accru. Comme son nom l’indique, la poulie a été dérivée du mot Pull. Comme indiqué précédemment, les poulies sont fixées à un axe dans la partie centrale de la roue pour permettre un mouvement circulaire libre autour de celle-ci. La roue comporte une rainure dans laquelle on peut placer une corde ou un câble. La corde ou le câble est tiré à une extrémité afin que la charge puisse être soulevée ou déplacée dans la direction souhaitée. Concentrons-nous sur quelques systèmes dans lesquels les poulies peuvent être utilisées.

• Comment fonctionnent les poulies à une roue ?

Une roue Les systèmes de poulies contiennent l’utilisation d’une seule poulie autour de laquelle la corde est placée. Dans ce cas, la charge est soit fixée à une extrémité de la corde, soit la charge est attachée à l’axe de la poulie.

– Soulever un objet à l’aide d’un système de poulie à une roue (Charge attachée à la corde)

Image : Système de poulie fixe simple

Comme le montre l’image ci-dessus, une charge de 100 livres est attachée à une extrémité de la corde. La corde passe par un système de poulie à roue unique et atteint l’autre côté. En général, si une personne soulève manuellement le poids, elle doit exercer une force dans le sens ascendant (contre la force gravitationnelle de la Terre) afin de le soulever. Cela va à l’encontre de la force gravitationnelle présente sur Terre. Cependant, à l’aide d’une poulie, la direction dans laquelle la force est appliquée est modifiée. Par conséquent, l’effort nécessaire pour soulever l’objet est réduit (puisque la force est appliquée vers la Terre). Si la corde est tirée d’un mètre, le poids est également soulevé d’un mètre car la longueur de la corde est fixe.

Note importante : Dans le cas d’une seule poulie fixe, la force de tension travaillant sur l’ensemble de la corde est la même que la masse de l’objet en Newton.

– Soulever un objet à l’aide d’un système de poulie à une roue (Charge attachée à la poulie)

Image : Système de poulie simple mobile

Une poulie simple fixe a un avantage mécanique de 1 car l’effort (force) appliqué est égal à la masse soulevée. Cependant, dans le cas d’une poulie mobile unique, l’avantage mécanique est de 2. Ceci est principalement dû au fait que l’effort (force) qui doit être appliqué est égal à la moitié de la masse à soulever.

Une poulie mobile a la charge fixée à l’axe ou à l’arbre et une extrémité de la corde ou du câble est fixe. L’autre extrémité de la corde est tirée dans la même direction que le poids. La poulie entière se déplace autour de la corde lorsque le poids est soulevé. Comme une extrémité de la corde est fixée à une structure solide et que la poulie est suspendue entre les deux, les deux côtés de la corde supportent la force de la charge. En conséquence, la masse de l’objet est divisée par deux, et seulement la moitié de la force doit être appliquée pour soulever l’objet.

Note importante : Dans le cas d’un système de poulie mobile, la force de tension qui travaille sur la corde de chaque côté est la moitié de la masse qui est soulevée. Ainsi, si un objet de masse ‘M’ est soulevé, la tension de chaque côté de la corde est M/2.

• Comment fonctionnent les poulies à deux roues ?

L’augmentation des roues dans un système de Poulie permet de réduire l’effort nécessaire pour soulever la charge. L’avantage mécanique est gagné avec l’augmentation du nombre de roues dans un système de poulies. L’avantage mécanique est le rapport entre la quantité de poids et le nombre de sections en lesquelles la corde est divisée. Une poulie à deux roues est généralement placée principalement dans une combinaison où une poulie est fixe, et une autre poulie est mobile.

Image : Système de poulie à deux roues

L’utilisation d’un système de poulie à deux roues est presque similaire à l’utilisation d’une seule poulie mobile car le même avantage mécanique est obtenu. Cependant, il y a deux différences principales dans ce cas:

• Premièrement, la force est appliquée vers le bas pour soulever un objet vers le haut. Cela permet d’annuler la force gravitationnelle agissant sur la charge.
• Deuxièmement, pour soulever un objet sur une distance x, la corde doit être tirée sur une distance 2x. Ceci est principalement dû au fait que la corde est maintenant divisée entre les deux systèmes de poulies et a deux sections de tension. Chaque section de la corde doit être déplacée afin de soulever le poids. Ainsi, un déplacement de x distance dans chaque section de la corde soulèvera la charge de x distance. Afin de déplacer les deux sections de la corde de x distance, une longueur équivalente de 2x portion doit être tirée.

• Comment fonctionnent les poulies à quatre roues ?

Image : Système de poulie à quatre roues

Dans le cas d’un système de poulie à quatre roues, il y a une réduction supplémentaire de l’effort qui est nécessaire pour soulever un objet. Ceci est principalement dû au fait que la corde est bouclée quatre fois autour du système de poulie, en ignorant l’extrémité libre qui est tirée vers le bas. Par conséquent, la masse de l’objet ou la force agissant vers le bas à travers la charge est divisée par quatre. Par conséquent, la personne qui tire l’extrémité libre de la corde ne doit appliquer qu’un quart de la force pour soulever l’objet. Cependant, pour soulever l’objet d’une distance x, une longueur équivalente de 4x doit être tirée par la personne sur la corde.

Conclusion

Les poulies sont l’une des machines simples les plus utilisées dans divers secteurs industriels et mécaniques. Le développement avec le temps a augmenté l’efficacité des poulies. La conception a permis aux gens d’obtenir l’avantage mécanique du système à quatre poulies en utilisant seulement deux poulies en augmentant simplement le nombre de rainures dans une seule poulie. Pour en savoir plus sur le fonctionnement des poulies, visitez le site Web de Pulley India et obtenez des informations détaillées.