Quand on pense aux machines, de grandes inventions telles que les voitures, les trains ou les robots industriels nous viennent probablement à l’esprit.
Cependant, bon nombre des machines les plus importantes que nous utilisons quotidiennement sont beaucoup plus simples. Nous appelons ces machines simples, et elles existent avec nous depuis l’aube de la civilisation, contribuant à rendre les tâches plus faciles et plus efficaces.
Bien que le terme « machine simple » puisse paraître technique, la vérité est que nous utilisons ces mécanismes tout le temps, souvent sans nous en rendre compte.
Dans cet article, je vais vous montrer comment des machines simples sont présentes dans des objets aussi courants qu'un couteau de cuisine ou une rampe.
Nous allons regarder 10 exemples quotidiens de machines simples que vous connaissez probablement déjà, mais que vous n'aviez peut-être pas identifiées comme telles.
1. Ouvre-bouteille : un levier entre vos mains
Commençons par quelque chose d'aussi simple qu'un ouvre-bouteille. Avez-vous déjà réfléchi au fonctionnement de ce petit objet ? Bien que cela semble anodin, ce dispositif est un excellent exemple de levier en action.
Lorsque vous utilisez un ouvre-bouteille, la partie dentelée s'accroche sous le bouchon et lorsque vous tirez vers le haut, le bouchon se soulève avec très peu d'effort. En effet, l'ouvre-porte agit comme un levier de première classe, où le point d'appui (le point d'appui) se trouve entre le couvercle et la force que vous appliquez. Cela vous permet d'ouvrir la bouteille sans avoir besoin d'appliquer une grande force.
Vous trouvez ce type de leviers partout, des outils pour enlever les clous aux simples bascules dans les parcs.
2. Tapis roulant dans les supermarchés : un plan incliné en mouvement
Vous avez probablement vu ces tapis roulants aux caisses des supermarchés, où vous placez vos produits pour qu'ils arrivent à la caisse. Même s’il peut paraître moderne, l’idée derrière ce mécanisme est très ancienne : il s’agit d’un plan incliné en mouvement.
Un plan incliné est une surface inclinée plutôt que verticale qui permet de déplacer plus facilement des objets lourds avec moins d'effort. Le tapis transporteur, incliné de manière presque imperceptible, permet aux produits d'avancer en douceur sans qu'il soit nécessaire de les pousser ou de les soulever constamment.
Ce principe est le même que celui utilisé sur les rampes pour personnes à mobilité réduite ou sur les rampes d'accès aux garages. Au lieu de soulever un objet lourd d’un seul coup, un plan incliné permet de le déplacer sur une plus grande distance, répartissant ainsi l’effort.
3. Ascenseur à poulie : soulever en toute simplicité
L’exemple suivant est un classique que l’on néglige souvent : les ascenseurs. Bien que de nombreux ascenseurs soient aujourd’hui alimentés par des moteurs électriques complexes, leur principe de base est un système de poulies.
Une poulie est une roue qui permet de changer la direction d'une force. Dans le cas de l'ascenseur, lorsque le moteur tire la corde qui maintient la cabine, les poulies répartissent l'effort, permettant ainsi de soulever et d'abaisser de grandes charges (dans ce cas, des personnes et des objets) avec relativement peu de force. Si vous avez déjà dû utiliser un système de poulies pour hisser un drapeau ou soulever une charge, vous aurez remarqué à quel point le travail est simplifié.
En combinant des poulies fixes et mobiles, on obtient un système appelé palan, qui réduit encore davantage la force qui doit être appliquée pour soulever de gros poids.
4. La pelle de jardin : couper la terre comme un coin
La pioche ou pelle de jardin est l’un des outils les plus simples et les plus utiles qui existent. Lorsque vous creusez dans le sol, la pelle n'est pas seulement utilisée comme objet pour déplacer la terre d'un endroit à un autre, mais vous utilisez en fait une cale.
La partie pointue de la pelle pénètre dans le sol et brise le sol, facilitant ainsi son déplacement. Essentiellement, la pelle transforme la force que vous appliquez vers le bas en une force latérale, brisant le sol. Ce même principe s'applique aux outils de coupe tels que les haches, les couteaux et les burins.
La prochaine fois que vous utiliserez une pelle pour creuser des trous dans le jardin ou creuser, n'oubliez pas que vous profitez de l'un des principes les plus anciens de la mécanique.
5. Sécateur : un levier pointu
Les sécateurs que nous utilisons pour le jardinage sont un autre excellent exemple de la façon dont des machines simples facilitent le travail. Cet outil combine deux machines simples : une cale et un levier.
Les lames tranchantes des ciseaux agissent comme des cales, coupant les branches avec précision. Mais le véritable truc du sécateur réside dans les longues poignées, qui fonctionnent comme un levier. Plus les poignées sont longues, plus vous pouvez appliquer de force sans effort. De cette façon, vous pouvez couper des branches épaisses avec peu d'effort, ce qui serait difficile si vous essayiez de le faire à mains nues.
6. Fauteuil roulant : la puissance de la roue et de l’essieu
Le fauteuil roulant est un autre exemple clair de machine simple qui a changé la vie de millions de personnes. La roue et l'essieu sont l'une des inventions les plus importantes de l'histoire et leur principe s'applique à de nombreuses situations quotidiennes.
Dans un fauteuil roulant, les roues réduisent la friction entre le sol et le fauteuil, facilitant ainsi les déplacements. Sans roues, déplacer une chaise avec une personne assise dessus serait une tâche ardue. Lorsque la roue tourne, l'axe central se déplace également, transmettant la force appliquée le long de la surface, permettant au fauteuil de se déplacer avec peu d'effort.
C’est ce même principe qui permet aux vélos, aux voitures et aux brouettes de fonctionner.
7. Boutons de porte ou poignées de porte : tournez avec un levier
Vous ouvrez probablement des portes plusieurs fois par jour, et vous le faites automatiquement, sans penser au mécanisme derrière les poignées ou les poignées de porte. Mais ce que vous utilisez est en réalité un levier.
Lorsque vous tournez une poignée de porte, vous appliquez une petite force à l’extrémité du levier. Cette force est transmise au mécanisme interne, qui ouvre le loquet et permet l'ouverture de la porte. Sans la poignée, l’ouverture d’une porte serait beaucoup plus difficile, puisqu’il faudrait exercer une force directement sur le loquet.
Ces types de leviers se retrouvent dans de nombreux mécanismes quotidiens, depuis les leviers de vitesse des voitures jusqu'aux interrupteurs d'éclairage.
8. Cric hydraulique : soulever un véhicule avec une vis
Si vous avez déjà dû changer un pneu de voiture, vous avez probablement utilisé un cric. Cet outil est un parfait exemple de la façon dont une vis peut multiplier la force appliquée et permettre de soulever des poids lourds.
Lorsque vous tournez la poignée du cric, une vis interne se déplace, provoquant la montée du cric et soulevant la voiture. Même si la voiture peut sembler trop lourde pour être soulevée manuellement, la conception à vis répartit efficacement la force, permettant de soulever le véhicule avec très peu d'effort.
Ce principe est appliqué dans de nombreux autres outils, comme les presses ou les systèmes de levage de charges.
9. Le couteau de cuisine : un coin pour couper avec précision
Le couteau de cuisine est un outil que nous utilisons tous quotidiennement. Lorsque vous coupez une pomme ou un morceau de viande, vous ne pensez probablement pas que vous utilisez une simple machine, mais c'est le cas. Le couteau est essentiellement un coin.
La lame du couteau divise le matériau que vous coupez en deux, permettant ainsi à la force que vous appliquez avec votre main de se concentrer sur le bord de la lame. Il est ainsi beaucoup plus facile de couper les aliments que si vous essayiez de le faire avec une lame émoussée ou avec vos mains.
Les cales sont utilisées non seulement dans la cuisine, mais aussi dans d'autres domaines tels que la construction et la menuiserie, où les outils de coupe sont essentiels pour diviser avec précision les matériaux.
10. Stores enrouleurs : un système de poulies cachées
Enfin, un exemple que vous n'avez probablement pas pris en compte est celui des stores à enroulement qui sont utilisés pour monter ou baisser les stores dans une pièce. Même si cela ne semble pas être le cas à première vue, ce mécanisme utilise une combinaison de poulies et de roues.
Lorsque vous tirez sur le cordon du rideau, vous utilisez un système de poulie qui change la direction de la force, ce qui vous permet de lever ou d'abaisser plus facilement le rideau sans avoir à appliquer beaucoup de force. Ce même principe est appliqué dans les systèmes de grues, les ascenseurs et autres mécanismes de levage.