Dans notre vie quotidienne, nous comptons sur des machines pour faire notre travail à notre place. L'une de ces machines simples est une poulie fixe. Nous verrons donc comment une poulie fixe facilite le travail dans cet article. Continuons à lire !!
Une poulie fixe est utilisée pour aider à soulever de gros objets. Les poulies fixes facilitent le levage d'objets avec le même effort mais dans une direction plus pratique ou correcte.
Avant de voir comment fonctionne un poulie fixe faciliter le travail, voyons d'abord ce qu'est une poulie fixe.
Une poulie fixe :
Une poulie fixe est l'un des types les plus simples de la poulie. Il s'agit simplement d'un disque métallique ou en bois dont le rebord est rainuré. Autour de cette jante damée, une corde ou une ficelle est faite pour être passée. Le disque à rebord cannelé continue de tourner autour de l'axe, qui est fixe, passant par son centre. Ainsi, une poulie fixe est une poulie dans laquelle l'axe de rotation sur lequel tourne la poulie ne change pas.
Vous avez peut-être vu un drapeau être hissé. Les poulies fixes sont utilisées dans les mâts de drapeau pour hisser le drapeau. La poulie est fixe, mais le drapeau peut être simplement hissé en tirant une extrémité de la corde.
Comment une poulie fixe facilite-t-elle le travail : Travail, MA, VR & Efficacité
Fonctionnement d'une poulie fixe :
La charge est attachée à une poulie fixe par une ficelle ou une corde. L'objet lourd que nous visons à soulever avec la poulie est appelé la charge. Maintenant, chaque fois qu'une corde ou une ficelle est étirée ou comprimée, tension est créé dans cette corde.
Lorsque vous suspendez l'objet à la corde, la corde s'étire, provoquant une tension dans la corde. Vous appliquez une force vers le bas en accrochant un objet. En conséquence, la force de tension sera développée dans la direction opposée pour contrer le poids de l'objet. La charge imposée aura la même amplitude que la force de tension créée dans la corde. Cependant, le force de tension et la charge sera dans des directions opposées. Ainsi,
Charge imposée = tension créée dans la corde
Si nous utilisons les lettres L et T pour représenter la charge et la tension créées dans la corde, nous pouvons écrire :
L = T …..(１)
Regardons maintenant le côté opposé de la corde.
Vous tirez sur la corde du côté opposé pendant que vous essayez de soulever l'objet. La corde est tirée vers le bas en appliquant des efforts vers le bas. En tirant sur la corde, vous l'étirez essentiellement. En conséquence, des tensions sont également créées de ce côté. La tension créée dans la corde sera proportionnelle à la quantité d'effort appliqué.
Effort appliqué = Tension créée dans la corde
Si nous utilisons la lettre E pour représenter l'effort, nous pouvons écrire :
E = T …..(２)
On peut déduire des équations (1) et (2) ce qui suit :
L = E …..(3)
D'après l'équation ci-dessus, dans le cas idéal d'une seule poulie fixe, l'effort nécessaire pour soulever le poids est égal à la charge. Cela signifie que l'effort appliqué n'est pas abaissé lors de l'utilisation d'une poulie fixe. Il vous offre un meilleur angle de traction et une meilleure direction pour soulever des objets lourds avec la même force avec tout votre poids.
Si nous allons plus loin, nous pouvons affirmer que lorsque nous appliquons un effort E à la corde, elle se déplace de la distance d vers le bas, et par la suite, la charge L se déplace de la distance d vers le haut.
➤ Avantage mécanique d'une poulie fixe :
L'avantage mécanique de toute machine est la mesure de l'amplification de force que la machine réalise. En d'autres termes, il affiche la quantité de sortie amplifiée lorsque l'entrée est appliquée à la machine. Le mouvement ascendant de l'objet est la sortie, tandis que l'effort que vous appliquez en tirant sur la corde est l'entrée.
Mathématiquement, l'avantage mécanique est le rapport entre la force de sortie et la force d'entrée. Ainsi, pour une poulie fixe, l'avantage mécanique est :
Mais comme L = E,
MA = 1
A la suite de cette équation, on peut conclure que dans le cas d'une poulie fixe, il n'y a pas de gain mécanique. Ainsi, c'est un fournisseur de direction, pas un multiplicateur de force.
➤ Rapport de vitesse d'une poulie fixe :
Comme son nom l'indique, le rapport de vitesse est le rapport entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie dans l'unité de temps. Le rapport de vitesse peut être représenté comme la distance parcourue par l'effort divisé par la distance parcourue par la charge appliquée car le temps est constant. Comme c'est le rapport des distances, c'est une quantité sans unité.
Si la distance parcourue par la charge L est Ld, la distance parcourue par l'effort E est Ed, et le temps passé par les deux est T, on peut écrire :
Cependant, avec une poulie fixe, la distance parcourue par la charge L dans le sens ascendant est la même que la distance parcourue par l'effort E dans le sens descendant. Ainsi, pour une poulie fixe Ed = Ld, on peut écrire :
VR = 1
L'efficacité d'une poulie fixe :
Si la charge soulevée par la machine est L et Ld est la distance parcourue par la charge L, alors le travail effectué sur la charge par la machine est un travail de sortie, qui peut être exprimé comme :
Travail effectué sur Charge = L x Ld
Si l'effort que la machine applique est E et Ed est la distance parcourue par l'effort appliqué E, alors le travail effectué par l'effort sur la machine est un travail d'entrée, qui peut s'exprimer comme :
Travail effectué par Effort = E x Ed
Le travail effectué sur la charge L (travail de sortie) divisé par le travail effectué par l'effort E est l'efficacité d'une poulie fixe (travail d'entrée).
Ainsi, pour une poulie fixe, l'efficacité est :
∴ ???? = 100%
Nous obtenons une efficacité de 100% car nous avons supposé une poulie fixe sans frottement et une masse de corde négligeable. Mais en réalité, il n'est pas possible de ne pas avoir de frottement entre la corde et le rebord rainuré du disque.
En raison du frottement, E > L, c'est-à-dire MA = 1 mais VR = 1 en réalité. Ainsi, l'efficacité ???? < 100 %.
Avec cet article, nous espérons avoir répondu de manière adéquate à votre question sur la façon dont une poulie fixe fait le travail Plus facile.
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Je m'appelle Alpa Rajai, j'ai terminé ma maîtrise en sciences avec spécialisation en physique. Je suis très enthousiaste à l'idée d'écrire sur ma compréhension de la science avancée. J'assure que mes mots et mes méthodes aideront les lecteurs à comprendre leurs doutes et à clarifier ce qu'ils recherchent. Outre la physique, je suis une danseuse Kathak formée et j'écris aussi parfois mes sentiments sous forme de poésie. Je continue à me mettre à jour en physique et quoi que je comprenne, je simplifie la même chose et je vais droit au but afin qu'il soit clair pour les lecteurs.