La poulie est un type de machine simple constituée d'une roue avec une fente autour de son périmètre qui permet le passage d'une corde ou d'un câble à travers elle. Sa conception de base permet de changer la direction et la force nécessaires pour soulever des objets lourds.
Le câble qui passe dans la fente de la poulie est appelé câble de levage et peut être alimenté par une personne ou une source d'énergie mécanique, comme un moteur.
Comment fonctionne une poulie ?
Une poulie est un dispositif mécanique simple qui facilite le levage d'objets lourds en changeant la direction de la force appliquée. Il s'agit d'une roue munie d'une fente dans laquelle passe une corde, une chaîne ou un câble.
En tirant sur la corde, la poulie fait en sorte que la force soit dirigée vers le haut ou dans une autre direction, ce qui permet de soulever ou de déplacer les charges plus facilement. Dans une poulie fixe, la quantité de force nécessaire est la même que le poids de l'objet, mais dans une poulie mobile, la force est réduite en étant répartie sur plusieurs segments de corde.
Lorsque plusieurs poulies sont utilisées dans un système composé, tel qu'un palan, l'avantage mécanique est accru, ce qui signifie que moins de force doit être appliquée pour soulever des objets plus lourds.
Ces systèmes permettent de soulever des charges beaucoup plus importantes sans avoir à utiliser une force proportionnelle au poids de l'objet, en profitant de la combinaison de poulies fixes et mobiles.
Avantages et bénéfices: à quoi sert une poulie ?
Le principal avantage de la poulie est sa capacité à réduire la quantité de force nécessaire pour soulever un objet lourd. C'est parce qu'il répartit la charge sur plusieurs cordes ou câbles qui supportent le poids.
Si l'on considère une poulie fixe, sur laquelle on passe une corde maintenue aux deux extrémités, la force appliquée pour soulever l'objet est divisée par deux. C'est parce que le poids de l'objet est divisé de manière égale entre la corde tenue et la corde tirée.
Par conséquent, si une charge de 100 kilogrammes doit être soulevée, seulement 50 kilogrammes de force seraient nécessaires pour y parvenir.
La poulie est également très utile pour changer la direction d'une force. Si une charge doit être déplacée dans une direction opposée à celle dans laquelle la force est appliquée, une poulie peut être utilisée. En faisant passer le câble de levage à travers la poulie puis en appliquant une force dans la direction opposée, le déplacement souhaité est obtenu. Ceci est particulièrement utile dans les situations où l'espace est limité ou lorsque vous devez éviter les obstacles sur le chemin.
Les applications de la poulie sont diverses et se retrouvent dans de nombreux domaines de la vie quotidienne et de l'industrie. Ils sont utilisés dans les grues, les ascenseurs, les systèmes de poulies dans les gymnases, les systèmes de levage d'eau dans les puits, entre autres.
Types de poulies
En plus de la poulie fixe, il existe d’autres types de poulies qui augmentent encore l’efficacité du système. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des types de poulies les plus courants :
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Poulie fixe : Il s’agit du type de poulie le plus basique et se compose d’une roue avec une rainure autour de son périmètre. La corde ou le câble de levage est passé sur la poulie et fixé aux deux extrémités. La poulie fixe modifie uniquement la direction de la force appliquée, mais n'apporte aucun avantage mécanique supplémentaire.
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Poulie mobile : Également connue sous le nom de poulie composée, elle est constituée d'une combinaison d'une poulie fixe et d'une poulie mobile. La poulie mobile peut être déplacée le long du câble de levage et est utilisée pour appliquer une force supplémentaire au système. Cela offre un avantage mécanique, ce qui signifie que moins de force est nécessaire pour soulever une charge donnée. -
Poulie tendeur : Ce type de poulie est utilisé pour maintenir une tension appropriée sur une courroie ou une chaîne. Il est couramment utilisé dans les systèmes de transmission de puissance, tels que les moteurs et les machines industrielles, pour garantir un fonctionnement fluide et efficace.
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Poulie d'inversion : également connue sous le nom de poulie de dérivation, elle est utilisée pour changer la direction d'une corde ou d'un câble sans appliquer aucun avantage mécanique. Ces poulies sont souvent utilisées dans des systèmes à poulies multiples et dans des applications où une corde doit être redirigée selon un angle.
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Poulie à courroie trapézoïdale : ce type de poulie est utilisé dans les systèmes d'entraînement par courroie, où une courroie trapézoïdale est placée autour de la rainure de la poulie. La courroie transmet la puissance d'une poulie à une autre, permettant une transmission de puissance efficace dans les machines et les véhicules.
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Poulie à engrenages : Au lieu d'avoir une rainure autour de leur périmètre, les poulies à engrenages ont des dents qui s'engagent avec les dents d'une autre poulie à engrenages. Ces poulies sont utilisées dans les systèmes de transmission de puissance où un rapport de vitesse spécifique et un transfert de mouvement précis sont requis.
Exemples de poulies
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de la manière dont les poulies sont utilisées dans la vie quotidienne et dans différentes industries :
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Ascenseurs : Les ascenseurs utilisent des poulies pour monter et abaisser les cabines. Un système de poulie est responsable du soutien et du déplacement de la charge de manière sûre et efficace.
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Grues : Les grues utilisent ces machines simples pour soulever des objets lourds dans la construction, l'industrie maritime et d'autres domaines.
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Salles de sport : De nombreux équipements d’entraînement en salle de sport, tels que les machines à câbles, utilisent des poulies pour fournir une résistance et faciliter les mouvements contrôlés pendant les exercices.
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Puits d'eau : Dans les zones où l'approvisionnement en eau dépend de puits, ces dispositifs sont utilisés pour élever des seaux remplis d'eau à l'aide d'une corde. Cela permet d’extraire l’eau plus facilement et plus efficacement.
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Rideaux : Certains systèmes de rideaux utilisent des poulies pour faciliter l'ouverture et la fermeture des rideaux à l'aide d'un cordon. Ils aident à réduire la force nécessaire pour manipuler des rideaux lourds.
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Voiles de bateau : Sur les bateaux traditionnels, des poulies sont utilisées pour régler et contrôler les voiles. Ils permettent également de modifier la direction et la tension des voiles en fonction des conditions de vent.
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Escalators : Les escaliers mécaniques utilisent des poulies pour déplacer les marches en continu, permettant aux personnes de passer d'un niveau à un autre dans des endroits tels que les centres commerciaux, les aéroports et les gares.
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Tondeuses à gazon : Certains modèles de tondeuses à gazon utilisent des poulies pour transmettre la puissance du moteur aux lames.