Poulies


Les machines simples sont des appareils permettant de transformer les forces pour effectuer un travail donné.

Quand la machine est en équilibre statique et que l'on néglige les frottements, il y a conservation du travail.

Poulie fixe :
Les tensions sur les deux brins du câble sont identiques. La poulie fixe permet simplement de modifier la direction d'application de la force.

Poulie mobile :
La poulie fixe bleue d'axe rouge permet simplement de modifier la direction d'application de la force.
Si la chape de la poulie mobile supporte un poids P = mg, la tension des deux brins verticaux est P / 2. Pour élever P d'une hauteur h, il faut tirer une longueur 2h de câble

Palans :
On appelle moufle un ensemble de poulies ayant des axes parallèles. Un palan est constitué d'un moufle fixe (axe noir) et d'un moufle mobile (axe bleu). La poulie fixe bleue d'axe rouge permet simplement de modifier la direction d'application de la force.
La tension sur chaque brin reliant les poulies du moufle est égale à la charge divisée par le nombre N de brins du palan. Le déplacement de la charge est égal au déplacement du fil de traction divisé par N.

Palan différentiel :
Le moufle supérieur comporte deux poulies A et B solidaires et de même axe O. Le moufle inférieur comporte une seule poulie C à laquelle est suspendue la charge Q = M.g à élever. Les rayons des poulies A et B sont R et r. Une chaîne sans fin s'enroule sur A, C, B puis A. Les gorges des poulies sont munies de dents qui engrènent la chaîne pour empêcher tout glissement.
La charge P se répartit de manière égale sur les deux brins supportant la poulie C.
Pour calculer la force F nécessaire à l'équilibre on écrit que la somme des moments des forces par rapport à O est nulle :
F.R + ½.P.r − ½.P.R = 0.
F.R = ½.P.(R − r)
F = P.(R − r) / 2.R.
Par contre si le point d'application de F parcourt une distance R, le brin montant s'enroule de R et le brin descendant se déroule de r. L'axe de la poulie inférieure monte seulement de la moitié de la différence soit ½(R − r)
Dans l'exemple présenté les valeurs des rayons sont R = 50 et r = 40.
Les poulies bleues sont utilisées pour permettre d'exercer la force F verticalement.


Utilisation :
Dans les cas "poulie mobile(b) et "palan différentiel" en glissant le slider jaune avec la souris on modifie la position de la masse accrochée au câble.
Dans les autres cas, en glissant le slider jaune avec la souris on modifie la valeur de la masse accrochée au câble.
La valeur de la masse est affichée (en grammes) dans le cadre vert.
La force (tension du câble) est donnée (en newtons) par un dynamomètre gradué en newtons.
Attention aux unités !

Remarque : Les valeurs des masses de la poulie mobile ou celle du moufle inférieur sont incluses dans la valeur de la masse affichée