Les leviers échangent force et distance — Éducation physique, 7–10 ans
Un levier aide à déplacer une charge en tournant autour d’un point fixe. Un manche plus long peut rendre la poussée plus facile, mais la main parcourt alors une plus grande distance.
Une barre qui tourne
Un levier est une barre rigide qui tourne autour d’un point appelé pivot. On pousse une partie et une autre déplace une charge. Modifier les distances par rapport au pivot change la facilité du geste : un long manche peut donner davantage d’effet de rotation à la poussée.
Le problème que résolvent les leviers
Certaines charges sont trop lourdes ou trop coincées pour être déplacées à mains nues. Un levier permet d’utiliser une poussée plus petite sur un mouvement plus long. Il ne crée pas d’énergie gratuitement : une force plus facile s’échange contre une plus grande distance ou un mouvement plus lent.
Soulever avec une barre
Imagine une pierre de 30 kg à 20 cm du pivot. Tu pousses vers le bas à 60 cm du pivot, soit trois fois plus loin. Dans un levier simple, la distance de la charge vaut un tiers de la tienne : une poussée d’environ 10 kg-force peut donc équilibrer la pierre. Ton extrémité se déplace trois fois plus.
L’erreur courante
Il est raisonnable d’attendre d’un levier qu’il rende toutes les parties du travail plus faciles. Mais un levier ne réduit pas la force et la distance en même temps. S’il diminue la force, on doit généralement déplacer son extrémité plus loin, tandis que la charge ne monte que peu. C’est cet échange qui est utile.
Où on l’utilise
Un décapsuleur utilise un crochet court et un manche plus long pour soulever une capsule. Des ciseaux utilisent deux leviers réunis par un pivot, tandis qu’une brouette utilise sa roue comme pivot pour porter une charge. Une pince utilise aussi des leviers et transforme la pression de la main en pression plus forte aux mâchoires.
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