Le levier est l'une des machines simples les plus élémentaires et les plus largement utilisées. Il se compose d'une barre rigide qui peut pivoter autour d'un point d'appui appelé point d'appui ou point d'appui. Le levier est utilisé pour amplifier ou changer la direction d'une force appliquée à un objet.
Les leviers se trouvent dans de nombreux outils et machines de tous les jours, des pinces aux ciseaux en passant par la scie. Ils sont également utilisés dans des applications plus complexes telles que les grues et les machines lourdes.
Un levier se compose de trois composants principaux : le point d'appui, le point d'application de la force (où la force est appliquée) et le point d'application de la résistance (où se trouve la charge ou l'objet à soulever). Ces composants peuvent varier dans leur position relative et détermineront le type de levier.
Types de leviers
Il existe trois types de leviers, selon la position relative des composants :
Levier de première classe ou de force
Dans ce type, le point d'appui se situe entre la force appliquée et la résistance. En appliquant une force à une extrémité, une force est générée à l'extrémité opposée pour lever la résistance.
Un exemple courant est une balance à bras.
Deuxième classe ou levier de résistance
La résistance se situe entre le point d'appui et la force appliquée. En appliquant une force à une extrémité, la résistance est augmentée à l'extrémité opposée.
Un exemple de levier de deuxième classe est un chariot élévateur, où le point d'appui est sur l'une des roues arrière, la charge est sur la plate-forme et la force est appliquée aux poignées.
Levier de troisième classe
La force appliquée se situe entre le point d'appui et la résistance. Ce type permet une amplification de la force, mais au prix d'une diminution de la vitesse et de l'amplitude du mouvement.
Un exemple de levier de troisième classe est l'avant-bras humain, où les muscles du bras agissent comme la force appliquée, le coude est le point d'appui et la charge est dans la main.
A quoi sert un levier ?
Un levier est utilisé pour faciliter ou amplifier l'application d'une force pour déplacer ou soulever des objets. Ces machines simples vous permettent de modifier la direction, l'intensité et la vitesse d'une force appliquée.
Les applications des leviers sont diverses et se retrouvent dans de nombreux domaines de la vie quotidienne, de l'ingénierie, de l'industrie et d'autres domaines. Certaines utilisations courantes incluent :
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Levage d'objets lourds : Ceux-ci sont utilisés pour soulever des objets lourds plus efficacement. L'application d'une force à une extrémité amplifie la force à l'extrémité opposée, ce qui permet de soulever des objets qui seraient autrement difficiles ou impossibles à déplacer.
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Outils à main : De nombreux outils à main, tels que des pinces, des pinces, des pincettes et des tournevis, utilisent des leviers pour faciliter l'application de la force et effectuer un travail plus précis. De cette façon, les outils permettent une meilleure prise et un meilleur contrôle, et réduisent la quantité de force nécessaire pour effectuer une tâche donnée.
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Machines industrielles : Dans l'industrie, les leviers sont utilisés dans diverses machines pour effectuer des travaux lourds. Par exemple, les grues, les chariots élévateurs et les palans utilisent ce type de machine simple pour soulever et déplacer des charges lourdes plus efficacement et en toute sécurité.
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Équilibre et stabilité : Les leviers en tant que machines simples sont également utilisés pour maintenir l'équilibre et la stabilité dans diverses applications. Par exemple, dans la balançoire d'une aire de jeux pour enfants.
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Biomécanique du corps humain : Les os et les articulations agissent comme des leviers dans le système musculo-squelettique, permettant le mouvement des muscles et la réalisation d'activités physiques.
Exemples de leviers
Voici quelques exemples que nous pouvons trouver au quotidien :
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Pince à épiler : Les pinces à épiler, telles que les pinces à sourcils ou les pinces à cheveux, sont des exemples de leviers de première classe. Le point d'appui est au point d'appui entre les extrémités de la pince, la force est appliquée à une extrémité et la résistance (comme un cheveu ou un sourcil) est à l'autre extrémité.
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Ciseaux : Les ciseaux sont un autre exemple de levier de première classe. Le point d'appui est situé sur la vis ou le pivot qui relie les deux lames. La force est appliquée dans les poignées et la résistance dans les lames de coupe.
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Balance à bras : La balance à bras utilisée pour mesurer le poids est un exemple classique du premier type. Le point d'appui est au centre de la balance, la force est appliquée à une extrémité et la résistance (l'objet à peser) est à l'autre extrémité.
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Chariot élévateur : Un chariot élévateur utilise un levier du deuxième type. Le point d'appui est au niveau de la roue arrière, la résistance se trouve dans la charge soulevée sur la plate-forme et la force est appliquée aux poignées du chariot.
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Ouvre-boîte : Un ouvre-boîte manuel est un exemple du deuxième genre. Le point d'appui est au point où l'ouvre-boîte se serre sur le bord d'une boîte, la résistance est au niveau du couvercle de la boîte et la force est appliquée à la poignée de l'ouvre-boîte.
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Avant-bras humain : L'avant-bras humain agit comme un levier de troisième classe. Le point d'appui est dans le coude, la force est appliquée à travers les muscles et la résistance est dans la main ou les doigts lorsque vous saisissez un objet.
