Une machine simple est un dispositif mécanique qui change la direction ou la magnitude d’une force. De manière générale, celles-ci utilisent l’effet de levier, également appelé avantage mécanique, pour amplifier la force. Six machines simples ont été définies par les scientifiques de la Renaissance en se basant sur des documents de la Grèce antique. Jusqu’à la révolution industrielle, on pensait que toutes les machines étaient une combinaison de ces six machines simples. Cependant, à la fin des années 1800, il était clair que ce n’était plus vrai, car les machines plus complexes de l’ère industrielle étaient basées sur des dizaines d’éléments de base analogues aux machines simples†. Voici les six machines simples originales.
Levier
Un levier est une plate-forme rigide reposant sur un pivot qui peut soulever une charge à une extrémité lorsqu’une pression est appliquée à l’autre extrémité. L’extrémité utilisée pour le soulèvement est plus proche du pivot. Un levier permet de soulever une charge avec une pression relativement faible.
Roue &Essieu
Machine dont la roue est fixée à un essieu plus petit de telle sorte que la rotation de la roue amplifie la force au niveau de l’essieu.
Une application plus courante de la roue est de réduire la friction pour un véhicule se déplaçant sur le sol afin de préserver l’élan.
Poulie
Une poulie est une roue montée qui maintient un cordon, une corde, une chaîne ou un outil similaire long et flexible avec une grande résistance à la traction. Une poulie simple ne fait rien d’autre que de transférer la force d’un endroit à un autre.
Des poulies multiples peuvent être utilisées pour amplifier la force.
Plan incliné
Un plan incliné, également connu sous le nom de rampe, est une plate-forme plate qui est inclinée à un angle. On l’utilise pour élever ou déplacer des charges lourdes au-dessus d’obstacles verticaux. Cela nécessite moins de force que de soulever une charge directement vers le haut, au prix d’une augmentation de la distance de déplacement.
Coin
Un coin est un outil triangulaire qui convertit la force appliquée à son extrémité émoussée en forces perpendiculaires à ses surfaces inclinées. Les cales créent un avantage mécanique qui est donné par le rapport entre la longueur de la pente de la cale et sa largeur. Ainsi, les coins longs et minces amplifient davantage la force que les coins courts et gros. Les dents des scies, des couteaux et des haches sont des exemples de coins. Certains éléments de fixation, comme les clous, sont également basés sur une conception en coin.
Vis
Une vis est un cylindre avec une nervure hélicoïdale continue. Elles sont couramment utilisées comme attaches aussi appelées vis et sur les couvercles des bocaux.
Les vis ont une propriété connue sous le nom d’auto-blocage par laquelle aucune force de charge axiale contre l’arbre ne la fera tourner en arrière.
Une vis peut être conçue pour amplifier la force et sont utilisées dans des machines telles que les étaux dans ce but.
Une vis peut également être utilisée comme une machine pour déplacer des choses. Par exemple, une vis à eau est une vis à l’intérieur d’un tuyau ou d’un canal qui peut être tournée pour déplacer l’eau. Cela a été utilisé par les anciens Égyptiens et reste une machine pertinente aujourd’hui. Une vis à eau peut également être utilisée en sens inverse pour produire de l’électricité.
Machines composées
Les machines composées sont des machines qui sont composées de plusieurs machines simples. Par exemple, une bicyclette composée de leviers, de poulies, de roues et d’essieux.
| Vue d’ensemble : Machines simples | ||
| Type | ||
| Définition (1) | Dispositif mécanique qui modifie la direction ou la magnitude d’une force. | |
| Définition (1) | Ensemble de six dispositifs mécaniques fondamentaux que l’on croyait être à la base de toutes les machines avant la première révolution industrielle. | |
| Concepts connexes |
Machines »
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Notes de bas de page
† Du milieu à la fin du 19e siècle, l’ingénieur mécanicien allemand Franz Reuleaux a créé 300 modèles de mécanismes simples utilisés par les machines modernes. Il a pu les réduire à 54 mécanismes fondamentaux qui ont été divisés en 12 classes. Ces dernières sont analogues aux machines simples.
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