Le levier
Secondaire 1-2
Le levier est une machine simple composée d’une pièce rigide allongée qui pivote autour d’un point d’appui.
Dans un levier, trois éléments sont à considérer : la force motrice, le point d’appui et la force résistante.
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La force motrice est la force appliquée sur le levier.
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Le point d’appui est le point fixe autour duquel le levier pivote.
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La force résistante, aussi appelée charge, est le poids de l’objet à soulever.
Le levier permet de diminuer la force nécessaire pour déplacer ou déformer un objet.
Plus l’objet est proche du point d’appui, plus la force motrice nécessaire pour soulever ou déformer l’objet est petite.
Les deux cas suivants représentent des situations où un objet à soulever est plus ou moins proche du point d’appui.
L’objet à soulever est loin du point d’appui. La force motrice nécessaire pour soulever l’objet est grande.
L’objet à soulever est proche du point d’appui. La force motrice nécessaire pour soulever l’objet est petite.
Selon les endroits où sont appliqués la force motrice, la force résistante et le point d’appui, on différencie trois types de leviers.
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Type de levier |
Schéma |
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Astuce
Le nom du type de levier indique quel élément est placé au centre du levier.
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Dans le levier interappui, le point d’appui est au centre.
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Dans le levier interrésistant, la force résistante est au centre.
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Dans le levier intermoteur, ou interforce, la force motrice est au centre.
Les machines simples : le levier
Le levier interappui
Dans un levier interappui, le point d’appui est situé au centre, c’est-à-dire entre le point d’application de la force motrice et le point d’application de la force résistante (charge).
Un levier interappui
Les avantages du levier interappui
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Quand le point d’appui est plus proche de la charge que de l’endroit où on applique la force motrice, l’effet de la force motrice est multiplié. Le levier permet ainsi d’effectuer des tâches qui demandent une grande force.
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Quand le point d’appui est plus proche de l’endroit où on applique la force motrice que de la charge, la vitesse et la précision du mouvement sont augmentées.
Un marteau
Source : Adapté de Rozhkov Denis, Shutterstock.com
Le point d’appui est plus proche de la charge (force résistante) que de l’endroit où la force motrice est appliquée. L’effet de la force motrice est multiplié.
Des ciseaux
Source : Adapté de Butterfly Hunter, Shutterstock.com
Le point d’appui est un peu plus proche de l’endroit où la force motrice est appliquée que de la charge (force résistante). La vitesse et la précision des lames sont augmentées.
Le levier interrésistant
Dans un levier interrésistant, la force résistante (charge) est appliquée au centre, c’est-à-dire entre le point d’application de la force motrice et le point d’appui.
Un levier interappui
Les avantages du levier interrésistant
Puisque la charge est toujours plus près du point d’appui que l’endroit où on applique la force motrice, la force est toujours multipliée. Le levier permet ainsi d’effectuer des tâches qui demandent une grande force.
Un casse-noix
Source : Adapté de Anatoliy Sadovskiy, Shutterstock.com
Un décapsuleur
Source : Adapté de Taras Kvakush, Shutterstock.com
Le levier intermoteur
Le levier intermoteur est aussi appelé le levier interforce. Dans un levier de ce type, la force motrice est appliquée au centre, c’est-à-dire entre le point d’application de la force résistante et le point d’appui.
Un levier intermoteur
Les avantages du levier intermoteur
Puisque la charge (force résistante) est toujours plus loin du point d’appui que l’endroit où on applique la force motrice, la vitesse et la précision du mouvement sont toujours augmentées. Le levier permet ainsi d’effectuer des tâches qui demandent de la précision ou de fournir une grande vitesse à un objet.
Une pince à épiler
Source : Adapté de Yellow Cat, Shutterstock.com
Un bâton de hockey
Source : Adapté de Ruslan Shevchenko, Shutterstock.com
Exercice de synthèse
