Une poulie est une machine simple qui a été conçue dans les temps anciens, mais qui est toujours la base de nombreuses machines modernes. Il s’agit essentiellement d’une roue à travers laquelle une corde ou une autre corde est enroulée. Une extrémité de la corde est généralement ancrée à un poids ou à une autre charge, et lorsque l’extrémité libre est tirée – généralement par une personne, mais peut-être aussi par une machine – la roue change la direction de la force appliquée et simplifie soulever le poids attaché. Ce type d’outil se décline en plusieurs tailles et variétés spécifiques, mais dans presque tous les cas, le but est le même, à savoir faciliter le levage d’objets lourds et canaliser plus efficacement l’énergie.
Composants de base
Les ingénieurs parlent généralement de machines simples dans six catégories différentes : plans inclinés, leviers, vis, cales, roues et essieux et poulies. Tous sont constitués de composants de base et quotidiens et tous simplifient le travail des humains d’une manière ou d’une autre. Les poulies sont généralement plus concernées par le levage et le déplacement de gros objets.
Dans sa forme la plus basique, cet outil se compose d’un peu plus qu’une roue avec une rainure. Une corde, une courroie ou un câble passe à l’intérieur de la rainure. Ce mécanisme peut être utilisé seul ou connecté à d’autres dans un système de poulies. Plus le nombre de poulies dans le système est grand, moins il faudra de force pour soulever l’objet.
Types de système
Il existe trois types de système de base : (1) fixe, avec un essieu fixe ; (2) mobile, avec un essieu libre; et (3) composé, avec une combinaison d’essieux fixes et mobiles. Les essieux mobiles et composés, en multipliant la force, ont tendance à être plus efficaces que les systèmes fixes.
Les outils à roue et à corde peuvent également être utilisés en combinaison avec d’autres outils à des fins plus spécifiques. Le système dit courroie et poulie en est un exemple. Il s’agit généralement de systèmes fermés dans lesquels plusieurs roues rainurées sont reliées par une courroie circulaire connectée et sont conçues pour la transmission et l’amplification de l’énergie plutôt que pour la puissance de levage droite.
Avantage de levage
L’un des plus grands avantages de ce type de machine est la capacité de déplacer des objets lourds et de canaliser l’énergie de levage sans exercer beaucoup de force. En général, plus l’objet est lourd, plus une personne doit exercer de force pour le déplacer. Canaliser cette énergie le long d’une corde et autour d’une roue – ou d’une série de roues, selon le poids de l’objet &madash; peut rendre l’effort global, communément appelé avantage de levage, beaucoup plus efficace.
Par exemple, une personne devra généralement exercer une force d’environ 10 livres (4.5 kilogrammes) pour soulever un poids de 10 livres (4.5 kg), et dans la plupart des cas, cette force devra être appliquée dans un mouvement ascendant droit. Si le poids est attaché à une poulie, la personne devra toujours exercer la même quantité de force mesurée, mais la direction dans laquelle elle doit être exercée change. Une fois attachée au système de corde, la personne doit tirer vers le bas plutôt que soulever. Cela permet une utilisation plus efficace du poids corporel et de l’effort de l’individu.
Plus il y a de roues dans un système donné, plus il est susceptible d’être efficace. Si le poids est attaché à deux systèmes, par exemple, la personne n’aura besoin d’exercer que 5 livres (2.26 kg) de force. Quatre nécessiteront 2.5 livres (1.13 kg) de force, et ainsi de suite.
Exemples courants
Ces outils peuvent être trouvés dans de nombreux environnements modernes. Les ascenseurs sont peut-être l’un des plus courants : bien qu’ils ne soient pas visibles à l’extérieur, de grands systèmes de roues et de câbles qui tournent aident les voitures à monter et à descendre. Dans la plupart des cas, ceux-ci sont contrôlés par des ordinateurs et sont soulevés par des moyens mécaniques plutôt que par la main-d’œuvre, mais l’efficacité est la même. De nombreux moteurs de voitures dépendent également de systèmes à courroie pour aider à transférer l’énergie du moteur aux arbres de roue et à d’autres pièces mobiles. Les voiliers les utilisent fréquemment pour contrôler la tension des voiles, et ils sont également courants dans les grues et autres machines.