rotation, dit aussi point d'appui) sur lequel s'exerce deux forces : la force Le levier inter-appui → l'axe de rotation (O) est placé entre la force motrice (en point
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Différents types de leviers Leviers inter-appui Leviers inter-résistant Leviers inter-moteur Pour ce type de levier, le pivot est placé entre les deux forces (force
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rotation, dit aussi point d'appui) sur lequel s'exerce deux forces : la force Le levier inter-appui → l'axe de rotation (O) est placé entre la force motrice (en point
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Ce type de levier n'existe pas dans le système squelettique Enfin dans les leviers inter-moteur, la force appliquée se trouve entre le point d'appui et la résistance
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Le bras de levier d'une force par rapport à un axe de rotation est la distance la plus courte entre la la longueur du bras de levier Levier inter-appui F R
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7 2 Les bases Le levier inter-appui Le point d'application de la force F1 et F2 est situé de part et d'autre de l'axe Yvan LOYNET – Formateur GUC
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Leviers et Balance
Définition : Un levier est composé d'un solide, une pièce rigide mobile autour d'un axe (de
rotation, dit aussi point d'appui) sur lequel s'exerce deux forces : la force motrice (notée Fm avec
une flèche partant à gauche au dessus), c'est l'endroit où on agit, et la force résistante (notée Fr
avec une flèche partant à gauche au dessus), l'endroit où on obtient un effet. La distance entre le point d'appui et le point d'application d'une des deux forces s'appelle le bras de levier. Sur la figure, le doigt exerce la force motrice et le poids, la force résistante.Une force -> Action mécanique exercée sur un objet, représenté par un vecteur (comme sur le
shéma du dessus). Le point d'application du vecteur correspond à l'origine du vecteur et leurlongueur dépend de l'intensité de la force (les flèches sur les shéma). Les flèches indiquent dans
quel sens s'exerce la force. L'unité de la force est le Newton (N).Il existe 3 catégories de levier :
HLe levier inter-appui → l'axe de rotation (O) est placé entre la force motrice (en point A) et
la force résistante (en point B) A l'équilibre, Fm*OA = Fr*OB, s'exprime en Newtons-mètreHLe levier inter-résistant → la force résistante est placée entre l'axe de rotation et la force
motrice A l'équilibre, Fm*OA = Fr*OB, s'exprime en newtons-mètreHDernier levier → Le levier inter-moteur, la force motrice est placée entre l'axe de rotation et
la force résistante A l'équilibre, Fm*OA = Fr*OB, s'exprime en newtons-mètrePropriétés des leviers :
HAmplification de la force : Le produit de l'intensité de la force F (donc la force motrice),
multiplié par la distance entre le point d'appui et le point d'application de cette force (sur le shéma du dessus, axe-A) s'appelle le Moment de la force et s'exprime en newtons-mètreM = F * D
La force Fm sera donc ici d'autant plus grande si on s'éloigne du point du pivot (axe)Dans un levier inter-appui, on peut traduire les relations forces et distances par la formule suivante
Fm*OA=Fr*OB
Le rapport de l'intensité des deux forces et inversement proportionnel au rapport des distances entre le point d'application des forces et le pivot.Pour les leviers inter-résistant, cela s'applique aussi. La force nécessaire est plus importante si on
exerce la force motrice plus près du point d'appui.=> Pour économiser de la force, il faut donc exercer la force motrice le plus loin du point d'appui
(de l'axe). Il faut que Fr> Fm HAmplification de l'amplitude de mouvement, de la vitesse et de l'accélérationSi l'amplitude d'un mouvement diminue d'un côté du levier, la force augmente du même côté. Au
contraire, si l'amplitude augmente, la force diminue. Les composantes vitesse et accélération du mouvement sont amplifiées en même temps que l'amplitude du mouvement. Les balances : Les leviers permettent aussi de réaliser des pesées Le poids d'un objet est la force de gravitation terrestre qui s'exerce sur lui, plus il sera loin du centre de la terre, plus il sera important. S'exprime en Newton (N),La masse d'un objet est proportionnel à la quantité de matière qui le constitue. S'exprime en
kilogramme (kg) Toutes les balances ne sont pas des balances à levier ! Les balances communes (balance de Roberval, pèse-lettre, pèse-personne...) fonctionne soit parcomparaison de la masse de l'objet à des masses connues, soit grâce à la déformation du solide.
Les Balances qui comparent les masses ont recours a des masses marquées sur lesquelles la gravité s'exerce de la même façon sur l'objet et sur les masses de référence. D'autres balances utilisent la déformation d'un solide sous l'action de la pesanteur. La mesure exprimée est une mesure de poids, même si le résultat est exprimé en masse. La lecture de la masse peut être directe (numérique) ou indirecte (aiguille, index).Exemple d'exercice :
L'équilibre de cette balance se fait à l'aide du poid M que l'on déplace le long du bras de la balance
(balance romaine). L'équilibre s'obtient quand le bras est horizontale.Pour obtenir un équilibre, il faut que la distance du poid de 6kg avec le pivot, soit égal à celle de la
masse et du pivot.