Qu'est-ce que l'avantage mécanique d'une poulie ?
Un système de poulies facilite le levage des charges lourdes en échangeant de la distance contre de la force. L'avantage mécanique (AM) indique combien de fois le système multiplie votre force de traction. Pour un palan idéal, l'AM est égal au nombre de brins de corde qui soutiennent directement la poulie mobile, c'est-à-dire la charge.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez le nombre de brins de corde porteurs (comptez chaque longueur de corde qui tire vers le haut sur la poulie mobile) ainsi que le poids de la charge en newtons. Le calculateur vous donne l'avantage mécanique et la force que vous devez appliquer pour maintenir ou soulever lentement la charge. Au besoin, multipliez votre masse en kilogrammes par \(9{,}81\) pour la convertir en newtons.
La formule expliquée
Les deux équations sont simples :
$$\text{AM} = \text{Brins} \qquad \text{Force} = \frac{\text{Charge (N)}}{\text{Brins}}$$où N est le nombre de brins porteurs. Comme l'énergie se conserve, la corde que vous tirez doit parcourir N fois plus de distance que ne s'élève la charge. Il s'agit du cas idéal, sans frottement : dans la réalité, il faut un effort légèrement supérieur pour compenser les frottements et la rigidité de la corde.
Exemple concret
Imaginons un système comportant 4 brins de corde porteurs avec lequel vous souhaitez soulever une charge de 1000 N. L'avantage mécanique vaut \(\text{AM} = 4\). La force nécessaire est donc
$$1000 \div 4 = 250 \ \text{N}$$Vous devrez tirer 4 mètres de corde pour chaque mètre de montée de la charge.
FAQ
Comment compter les brins porteurs ? Ne comptez que les brins de corde qui tirent vers le haut sur la poulie mobile soutenant la charge. Les brins qui rejoignent une poulie fixe servant uniquement à changer de direction n'augmentent pas l'AM.
Ajouter des poulies réduit-il toujours l'effort ? Oui en théorie, mais chaque poulie ajoute des frottements et du poids : au-delà d'un certain point, le bénéfice réel diminue.
La longueur de corde est-elle affectée ? Oui : plus l'AM est élevé, plus vous devez tirer de corde pour déplacer la charge sur une distance donnée.
