Il existe 3 types de leviers. Tout dépend de la position du point d appui, de la charge et de la force.

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Élisabeth Dubois
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BULLETIN SPÉCIAL N 1 Accrosdelauto.be Les leviers Théorie un peu de réflexion Intro Il y a des leviers partout autour de nous. Bien plus que tu l imagines.

1 BULLETIN SPÉCIAL N 1 Accrosdelauto.be Les leviers Théorie un peu de réflexion Intro Il y a des leviers partout autour de nous. Bien plus que tu l imagines. Avec un levier, on peut facilement multiplier les forces. Les leviers sont utilisés pour mettre quelque chose en mouvement. Pour soulever un objet, par exemple. Ou pour exercer une pression. Il suffit de penser à un casse-noix ou à une paire de ciseaux. Un levier est une barre ou une tige qui tourne autour d un point d appui. La distance jusqu au point d appui joue un rôle très important. C est donc une histoire de force, de mouvement et de distance. Le principe a été formulé pour la toute première fois par Archimède (203 av. J-C), célèbre mathématicien et physicien grec, qui a calculé comment il pourrait soulever la terre avec un levier. C est à lui que l on doit l audacieux pari suivant: Donnez-moi un levier suffisamment long et un point d appui et je soulèverai le monde Le mot levier est aussi utilisé au figuré. Par exemple: les leviers de l économie verte (c est-à-dire tout ce qui stimule l économie verte). 3 types de leviers Il existe 3 types de leviers. Tout dépend de la position du point d appui, de la charge et de la force. La force est la poussée exercée sur le levier. Le point d appui est le point autour duquel tourne le levier. La charge est le poids déplacé de l autre côté du levier. Le point au niveau duquel la force est exercée est aussi important que la force même. Ø voir la formule en p. 5 1

2 Les Leviers THEORIE UN PEU DE REFLEXION Leviers primaires Dans un levier primaire, le point d appui se situe entre la force et la charge. EXEMPLES Une balance Une balance en équilibre est un bel exemple de levier primaire. La force et la charge se trouvent à égale distance du point d appui. En plus, la charge et la force sont identiques, ce qui maintient le levier en équilibre. Une paire de ciseaux Une paire de ciseaux se compose de deux leviers primaires, qui exercent une grande pression tout près du point d appui (ou point de rotation) avec les côtés acérés. La charge est la résistance du papier. La charnière fait office de point d appui. D autres exemples? Un diable, une pince, une balançoire, une pincemonseigneur, le frein d un vélo primaire hefbomen force point d appui charge 2

3 Les Leviers THEORIE UN PEU DE REFLEXION Leviers secondaires Dans un levier secondaire, la charge se situe entre le point d appui et la force. Dans ce type de levier, la charge se trouve toujours plus près du point d appui que de la force. Plus la distance entre la charge et le point d appui est réduite, plus il est facile de soulever la charge. EXEMPLES Une brouette Pour soulever les poignées, il ne faut pas beaucoup de force, mais cela déplace une lourde charge tout près de la roue. Comme la roue sert de point d appui, la (lourde) charge peut être soulevée. D autres exemples? Un décapsuleur, un casse-noix force point d appui charge 3

4 Les Leviers THEORIE UN PEU DE REFLEXION Leviers tertiaires Dans un levier tertiaire, la force se situe entre le point d appui et la charge. Ainsi, la charge a moins de puissance que la force, mais parcourt une plus grande distance. Un levier tertiaire augmente donc la vitesse, mais diminue la puissance. EXEMPLES Un marteau Le poignet est le point d appui et la résistance du bois est la charge. La tête du marteau se déplace beaucoup plus vite que la main qui tient le manche. D autres exemples? Une canne à pêche, une pincette, une mâchoire inférieure force point d appui charge 4

5 Les Leviers THEORIE UN PEU DE REFLEXION Formule Plus le point d appui est proche de la charge, moins il faut de force pour soulever la charge. Tu pourrais même soulever un camion chargé au maximum avec un levier, mais il te faudrait une barre très très longue. Pour équilibrer un levier, le produit de la force et la distance entre la force et le point d appui doit être égal au produit de la charge et de la distance entre la charge et le point d appui. A B x A = x B force point d appui charge 5

6 Les Leviers PRATIQUE PRIORITE A L ACTION Pratique priorité à l action Explique avec tes propres mots Que fait-on avec un levier? Combien de types de leviers existe-t-il? Donne une petite définition des concepts suivants: force, point d appui, charge. De quel type de leviers la paire de ciseaux fait-elle partie, et pourquoi? Comment peut-on soulever un poids lourd très chargé? 6

7 Les Leviers PRATIQUE PRIORITE A L ACTION A toi de dessiner Dessine une personne qui casse une noix avec un casse-noix. Indique bien où se situent la force, la charge et le point d appui. 7

Les Leviers PRATIQUE PRIORITE A L ACTION A toi de jouer CONSTRUIS TON PROPRE LEVIER Il te

sable 1 balance 1 chaise à dossier droit 1 petite pelle AU TRAVAIL Prends le manche à balai

A ces deux endroits, noue un morceau de corde au manche à balai.

Attache le seau plein à une corde, et le seau vide à l autre corde.

8 Les Leviers PRATIQUE PRIORITE A L ACTION A toi de jouer CONSTRUIS TON PROPRE LEVIER Il te faut: 2 seaux 2 morceaux de corde solide (2 x 20 cm) 1 manche à balai (1m30) 8 kilos de sable 1 balance 1 chaise à dossier droit 1 petite pelle AU TRAVAIL Prends le manche à balai et mesure 5 cm de chaque côté. A ces deux endroits, noue un morceau de corde au manche à balai. Place un seau sur la balance et remplis-le de 5 kg de sable. Attache le seau plein à une corde, et le seau vide à l autre corde. Pose le manche à balai sur le dossier de la chaise en respectant une distance de 40 cm entre le seau plein et le dossier. Maintiens fermement l autre côté du levier d une main, tout en remplissant le seau vide de l autre main. Remplis le seau pelletée par pelletée jusqu au moment où le levier s équilibre. Détache le seau que tu viens de remplir et dépose-le sur la balance. (source: 5cm 40cm? 5k 8k 8

Les Leviers PRATIQUE PRIORITE A L ACTION Fais tes propres expériences L UTILITE D UN LEVIER Trouve une porte. Actionne la poignée vers le bas, pousse la porte et laisse-la entrouverte.

C est possible, mais tu dois pousser plus fort. La porte a l air au moins dix fois plus lourde!

9 Les Leviers PRATIQUE PRIORITE A L ACTION Fais tes propres expériences L UTILITE D UN LEVIER Trouve une porte. Actionne la poignée vers le bas, pousse la porte et laisse-la entrouverte. Relâche la poignée. Pose ton index contre la porte, aussi loin que possible de la poignée. Si possible, cherche un point près des charnières. Maintenant, essaie d ouvrir la porte plus grand. C est possible, mais tu dois pousser plus fort. La porte a l air au moins dix fois plus lourde! L explication est simple: tu as raccourci le levier (qui ne mesure que quelques centimètres) et la force à exercer pour ouvrir la porte est donc beaucoup plus importante. Si tu reprends la poignée de porte en main, le levier est de nouveau plus long et la force à exercer moins grande. Maintenant, tu sais pourquoi la poignée de porte est située à cet endroit précis. (voir aussi En ligne ENCORE PLUS D EXERCICES ET D EXPÉRIENCES? Va donc jeter un coup d œil sur notre site web jouons et expérimentons. Tu y retrouveras des tonnes d expériences en ligne. A faire et à refaire! BIBLIOGRAPHIE Comment ça marche : Du levier au laser, de la vis à l ordinateur, le guide des Inventions, David Macaulay,

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