Les machines simples

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Les machines simples

• Par Catherine Tessier

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Quest-ce quune machine simple?

• Les machines simples permettent de simplifier le
  travail des hommes en multipliant l'effort
  (modification de l'intensité de l'effort) ou en
  modifiant  la direction de l'effort. Mais il y a
  une contrepartie.  L'effort doit être exercé sur
  une plus grande distance.

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Les familles de machines simples

• Les sept types de machines élémentaires sont les
  suivants
• le plan incliné (la vis)
• le coin
• le levier
• la roue et l'essieu
• les engrenages
• la poulie
• le ressort

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Le Plan incliné

• Le terme incliné signifie à angle. Le terme
  plan signifie surface plane. Un plan incliné
  est donc une pente ou une rampe. Il peut s'agir
  de toute surface que l'on penche pour élever une
  charge d'un point inférieur à un point supérieur.

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Exemples de plan incliné
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Le plan incliné- La vis

• il s'agit de la version circulaire du plan
  incliné.
• La force exercée par une vis s'enfonçant dans un
  matériau est supérieure à la force exercée pour
  la faire tourner.

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La vis darchimède

• Une des premières vis utilisées comme machines a
  été inventée au troisième siècle avant notre ère.
  On attribue communément cette invention à un
  géomètre grec, Archimède. Sa vis devait servir à
  irriguer les champs et à vider l'eau à bord des
  navires. Cette machine était munie d'un cylindre
  étanche enveloppant une spirale sur toute la
  longueur, une des extrémités de cette dernière
  étant immergée. On tournait la machine à la main,
  l'eau étant recueillie dans les pales de la
  spirale en rotation. A mesure que la spirale
  tournait, on avait l'impression que les pales
  remontaient le long du cylindre. L'eau s'écoulait
  par un orifice pratiqué à l'extrémité du
  cylindre.

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La vis darchimède
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Vis dArchimède- schéma de principe
http//www.mcs.drexel.edu/crorres/Archimedes/Scre
w/animations/screw.mov
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Le coin

• il s'agit de deux plans inclinés placés l'un
  contre l'autre.

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Exemples de coin
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Exemples dengrenages

• Exemple plateaux et chaîne d'un vélo.

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Le levier

• Un levier se compose d'un bras rigide qui peut
  tourner librement autour d'un point fixe appelé
  pivot.
• Plus le pivot est près de la charge, moins on
  doit déployer de force pour la soulever. La force
  subira un déplacement plus important, et la
  charge se déplacera sur une distance plus courte.

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Levier

• Plus le pivot est près de la source de la force,
  plus la force à déployer pour soulever la charge
  doit être élevée. La force se déplacera sur une
  distance moindre et la charge, sur une plus
  longue distance.

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Types de levier

• Levier du 1er type Le pivot est situé entre la
  charge et l'effort (balance à fléau, levier,
  pince, pied de biche).
• Levier du 2e type  L'axe du pivot est situé à
  une extrémité de la barre, l'effort à l'autre
  extrémité.  La charge se situe entre les deux.
• Levier du 3e type  L'axe du pivot se situe à
  l'une des extrémités de la barre.  L'effort est
  entre le pivot et la charge.  Un gros effort sur
  un petit déplacement entraîne un mouvement
  important de la charge.

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La roue et lessieu

• A une force exercée sur la roue correspond une
  force d'intensité plus importante produite par
  lessieu.  La contre partie est que l'effort est
  exercée sur une plus grande distance. 

                   Le treuil
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Roue et essieu
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Les engrenages

• Assemblages d'arbres et de roues dentées, les
  engrenages sont capables de modifier l'intensité
  d'une force et d'agir sur la vitesse et la
  direction d'un mouvement.

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Exemples dengrenages
Moulin
Ascenseur de la tour Eiffel
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La poulie

• Une poulie est une roue munie d'une entaille dans
  laquelle on peut assujettir une corde, une chaîne
  ou une courroie.

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Le ressort

• Un ressort est un organe ou pièce mécanique qui
  utilise les propriétés élastiques de certains
  matériaux pour absorber de l'énergie mécanique,
  produire un mouvement, ou exercer un effort .

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Le ressort

• Divers types de ressorts

Ressort de compression
Ressort de torsion
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Le ressort
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Archimède-inventeur

• Archimède est surtout connu pour ses travaux
  d'ingénieur. Il a imaginé la théorie du levier
  qui eut des applications très larges notamment
  dans les transports. Il a également élaboré la
  vis sans fin, le boulon et les premiers
  engrenages mais c'est grâce au principe
  d'hydrostatique (la poussée dArchimède) qu'il
  est considéré comme l'un des génies du monde
  antique.

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Anecdote sur Archimède

• C'est en prenant son bain qu'Archimède découvrit
  le principe d'hydrostatique selon lequel tout
  corps plongé dans l'eau déplace un volume d'eau
  correspondant. Enthousiasmé par sa découverte, il
  s'écria 'Eurêka' et courut dans la rue en tenue
  d'Adam !