Loi du levier

[Chmiman]

Bonjour à tous, pour clore mes questions farfelues, j'ai une dernière précision à demander au sujet du bras de levier. La loi du levier , comme quoi la distance influe sur la force, la démultiplication etc.. Tout ça je veux bien l'appliquer , comprendre le principe , mais je me pose le pourquoi ? Cette loi a été érigée car les tests ont montrés que la loi était valable où il y a un truc logique à comprendre ? Car le principe du levier , moi je ne vois pas pourquoi une force appliquée plus loin sur un pied de biche aurait plus d'effet que plus près de l'axe. "Des grandeurs quelconques s’équilibrent à des distances inversement proportionnelles à leur poids." cette définition , il faut chercher le fond ou l'appliquer sans rien se demander ?
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[f6bes]

Bjr à toi
Une loi ça ne prends pas vie parce que ça se décréte.
C'est d'abord un constat, à partir duquel on en fait une loi !
Essaye donc de faire un effort avec un bras de levier de 10cm et avec un bras de levier de 1m.
Déjà tu vas vite t'apercevoir qu'il faut forcer nettemtnt plus à 10 cm qu'à 1 m.
La différence d'effort sera de..10 fois ! Moi je vois pas pourquoi...t'as pas essay"é!!

En fait faut savoir ce que veux dire le "moment d'une force".
Il faut produire le meme "moment" pour compenser une force opposée.
Le moment c'est une distance par un effort.
A+

[invite75014153]

Bonjour, il y a deux façons de voir ce problème. La première est, comme expliqué précédemment, en introduisant les notions de moments qui découlent directement du principe fondamental de la dynamique (ce qui dès lors rattache la loi du levier aux fondements de la mécanique). Pour exploiter cette notion on écrit une relation entre une grandeur cinématique (le moment cinétique) déterminée en faisant l'hypothèse que le levier est infiniment rigide et une grandeur dynamique (le moment de la force appliquée au levier).
La seconde consiste à raisonner en énergie, ce qui est peut-être encore plus fondamental que le premier raisonnement. On applique un certain travail à une extrémité du levier. Sa géométrie et sa rigidité infinie imposent le déplacement de l'extrémité opposée et c'est ce déplacement qui, par conservation du travail, va imposer la force à l'extrémité. Les raisonnements sont absolument équivalents et on peut remarquer au passage que moment d'une force et travail ont la même unité (N.m ou encore J) ce qui n'est pas anodin.

Dans tous les cas cette loi est parfaitement rattachée aux fondements de la mécanique comme tu peux le constater !

[Chmiman]

Donc il n'y a que du constat ? (En plus de l'apprentissage des lois de Newton) je veux dire , il y a juste les calculs à comprendre , après d'où ça vient c'est utile ou pas ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chmiman]

Mon vrai questionnement, c'est que je n'ai pas de problème à appliquer une loi de Newton , moi je me demande le pourquoi du pourquoi . Si on me dit que le levier , plus on le prend loin plus la force est démultipliée , je veux bien le constater, mais je ne peux pas le comprendre en soit , on me demanderait pourquoi cette force est démultipliée , je ne saurais pas vous voyez , en faite j'attend un peu qu'on me dise que ce que je demande on ne le sais pas !

[coussin]

Car le principe du levier , moi je ne vois pas pourquoi une force appliquée plus loin sur un pied de biche aurait plus d'effet que plus près de l'axe.

Eh bien, vous n'avez pas dû bricoler beaucoup... D'après vous, pourquoi un coupe-boulons est-il si long ?
Ca me semble assez évident après avoir essayé de changer une roue de voiture avec les crics "croisillon" livrés par défaut

[f6bes]

Remoi,
Le principe c'est de comprendre "comment ça marche" !
Apprendre des formules sans savoir dans quel cas les appliquer c'est...strictement inutile!
Si tu comprends que soulever 100kg avec un bras de levier de 0.1m= 10mkg
, c'est pareil que de fournir un effort de 10kg sur un bras de levier de 1m = 10mkg
Dans un cas tu n'as besoin QUE d'un effort de 10kg pour en soulever 100 !
Ca viens que la nature est ainsi faite.
Bonne soirée

[Dynamix]

Salut

Tout s' explique grâce au travail

Si on néglige les frottements* , le travail est le même aux deux extrémités du bras de levier .
Le travail , c' est : (force x déplacement)
Si on diminue le déplacement , on augmente la force .

*S' il y a frottement , le rapport des forces n' est plus le même que le rapport des bras de levier .

[invite75014153]

Mon vrai questionnement, c'est que je n'ai pas de problème à appliquer une loi de Newton , moi je me demande le pourquoi du pourquoi . Si on me dit que le levier , plus on le prend loin plus la force est démultipliée , je veux bien le constater, mais je ne peux pas le comprendre en soit , on me demanderait pourquoi cette force est démultipliée , je ne saurais pas vous voyez , en faite j'attend un peu qu'on me dise que ce que je demande on ne le sais pas !

Il n'y a pas de "pourquoi" en science, seulement des "comment". Si tu souhaites savoir d'où vient la loi, et bien voilà, ce sont les fondements de la mécanique, je ne peux répondre que par des calculs ! Ou, mieux encore, par des principes. Ici la conservation de l'énergie qui provient de l'homogénéité du temps, ou encore le principe fondamental de la dynamique provenant du principe de moindre action. Ça c'est la réponse à la question "D'où vient cette loi".

Si tu souhaites visualiser ce qui se passe plus précisément, tu peux "sentir" que ça vient de principes de conservation. J'applique un certain travail qui va imposer un certain déplacement. La géométrie va imposer à l'autre extrémité du levier de se déplacer à son tour. d'une façon bien précise.
Si maintenant les longueurs sont telles que l'autre extrémité fera un plus petit déplacement que l'extrémité initialement déplacée, alors cette différence sera compensée par une force plus grande. A l'inverse si l'extrémité du levier fait un déplacement plus grand que le déplacement à l'extrémité mise en mouvement cette différence sera compensée par une force plus faible. Les physiciens qui passent ici vont sûrement me lyncher, mais pour faire simple un déplacement peut se convertir en force et une force en déplacement (je fais bien sûr référence à l'énergie potentielle et l'énergie cinétique).

C'est le même principe avec les engrenages, avec les poulies, etc. On impose un déplacement avec une certaine force, la géométrie du système impose un déplacement en sortie, et si ce déplacement est plus petit que le déplacement initial cela sera compensée par une force plus grande. C'est du langage très approximatif mais est-ce que ça t'aide à mieux sentir la physique du truc ?

(Par ailleurs les calculs aident à comprendre ce qui se passe physiquement, je pense qu'il est utopique d'espérer comprendre toute la physique sans se plonger dans quelques formules dont le sens physique est bien expliqué.)

[Chmiman]

Salut

Tout s' explique grâce au travail

Si on néglige les frottements* , le travail est le même aux deux extrémités du bras de levier .
Le travail , c' est : (force x déplacement)
Si on diminue le déplacement , on augmente la force . Ou alors tu as voulu dire , la force à exercer baisse et non pas la force faite par le levier ?

*S' il y a frottement , le rapport des forces n' est plus le même que le rapport des bras de levier .

Je ne suis pas d'accord , si le travail c'est la force x déplacement , plus le déplacement est grand, plus la force est grande , la tu dis l'inverse de la loi qui dit que plus on s'éloigne plus on augmente la force ! A moins que je me trompe .


Merci ça m'a aidé à comprendre eldor

[interferences]

Bonjour,

Dynamix à raison.

Le travail est capital ici (vive l'économie de marcher )
Travail ou énergie (c'est pareil).
Or y a un principe de base qui est la conservation de l'énergie. Ce principe s'observe ou se déduit d'autres principes eux même observés, ou...fin bon voilà l’énergie est une constante (intégrale première du mouvement).
Force fois Distance = Énergie.
Et comme le système de levier est supposé conservatif. En parcourant une grande distance avec une faible force en haut t'obtiens un petit déplacement avec une force mastoc en bas capich ?

Au revoir

[Chmiman]

Pourquoi à t il dit " si on diminue le déplacement on augmente la force ? Si je met ma main sur un pied de biche près de l'axe , donc j'ai diminuer le déplacement , et bien la force est moins grande que si j'avais placé ma main à l'extrémité du pied de biche .

[Chmiman]

Vous parlez bien du déplacement de la main par rapport à l'axe ? Ou du déplacement du levier ? Pour moi le déplacement c'est être plus ou moins près de l'axe avec sa main pour appliquer la force .

[Dynamix]

Pour moi le déplacement c'est être plus ou moins près de l'axe avec sa main pour appliquer la force .

Non, ça c' est la longueur du levier .
Déplacement , c' est ce qui se déplace : le point d' application de la force .

[Chmiman]

Mais, le point d'application de la force.. C'est la main. Donc vous dites que plus la main est près plus la force est grande, or c'est le contraire non ? Le point d'application on le place sur une partie de la longueur du levier je comprend pas la .

[interferences]

Qu'est-ce que tu comprends pas...c'est le même principe que les poulies, plus tu fais de trajet avec ta main (en comparaison de la distance parcourue par l'objet à lever), plus tu as de force.
Donc plus tu es loin du point de levier plus tu peux soulever de grosses charges. A condition que ton levier ne se casse pas.

Plus tu rapproche ta main du point de levier plus tu va galérer ok ? Donc la force à appliquer pour bouger ta charge augmente. C'est bon ?

[Chmiman]

Ça je l'ai parfaitement compris , mais la formulation de dynamix me paraît super contradictoire. Il dit que si on diminue le déplacement la force est grande , moi je pense que plus on éloigne la main de l'axe , plus la force est grandeet on peut soulever un frigo ou autre , alors que si je met mon point d'appui proche, la la force pour soulever mon frigo va devoir être super grosse .

[Dynamix]

Il dit que si on diminue le déplacement la force est grande , moi je pense que plus on éloigne la main de l'axe , plus la force est grandeet

Il n' y a pas de contradiction .
Plus tu éloignes ta main , plus elle doit effectuer un grand déplacement , et plus la force de la main est faible pour un même travail .
Et pour une même force de la main , plus plus la force sur l' objet est grande .

[Chmiman]

Mais pourquoi quand on éloigne sa main on peine moins ? Vous avez la reponse ? Je n'arrive pas à me visualiser le faite que si on met sa main sur un levier à 10 m, on peinera pas du tout , je le constate , c'est vrai , mais pourquoi on peine moins ? En passant , évidemment je vous remercie tous de votre implication très pertinente pour moi 😀

[Dynamix]

On peine autant , vu qu' on fait le même travail .
Mais pousser 100 N sur 1 m , c' est moins fatigant que de pousser 1000 N sur 0,1 m

[Chmiman]

Je reformule alors ma question car je ne comprend pas votre reponse , en fait , pourquoi faut il éloigner le point d'appui pour soulever une grosse masse ? Pourquoi une petite masse peut en égaler un grosse juste en éloignant la petite comme sur une balance par exemple ?

[Dynamix]

Éloigner le point d' appui de quoi ?
Pense en termes de rapport de bras de levier .

[Chmiman]

L'éloigner de l'axe, enfin , je me ré explique , prenons une balançoire ( la planche en bois où 2 personnes montent et descendent) pas l'autre tenue par une corde. Et bien cette planche , tenue par un point d'appuis , le pivot je mettrait un lien , enfin le point c'est le milieu de le planche , et bien pourquoi on doit éloigner deux fois une masse deux fois plus petite pour l'équilibre ? Vous allez me répondre , parce que pour qu'il y ait équilibre c'est quand les moments sont nuls. Mais cette explication est trop vague pour moi , j'aimerais savoir pourquoi quand on place une petite masse très loin, elle a le même effet qu'une grosse masse près du point d'appui sur le sol . http://villemin.gerard.free.fr/aScie...s/image030.jpg

[Chmiman]

http://www.ilephysique.net/img/forum...m_274204_1.jpg

[interferences]

La force (le poids) n'a pas d'importance, c'est l'équilibre des moments.
Parce que les moments s'annulent est une bonne explication (principe direct).

Si tu recherche d'autres principes dont peut découler celui ci en voici un : le principe de moindre action. C'est un des principe les plus basiques de la mécanique classique.
On peut déduire de celui-ci que l'isotropie de l'espace induit que le moment cinétique est une intégrale première du mouvement, en déduire la démonstration du théorème du moment cinétique et donc qu'il faut que les moments s'annulent. Mais le raisonnement mathématique est complexe. Plus on simplifie plus on complexifie, c'est ainsi.

Tout reviens à l'observation du monde extérieur en physique. Le principe de moindre action est un principe observé. C'est ainsi que les choses sont, que veux-tu de plus ?
Ce n'est pas parce que le monde te semble bizarre comme en mécanique quantique par exemple qu'il n'est pas tel qu'il est.
Le job du physicien théoricien n'est pas de trouver des principes, mais de décrire la réalité de la façon la plus élégante qui soit.

[Chmiman]

Merci de ton intervention , je me résout à cela et c'est très bien comme cela !

[f6bes]

Remoi,
L'embétant , c'est que parfois c'est aussi le bras de levier qui ....suit pas !!
Bonne nuit

[Chmiman]

Remoi,
L'embétant , c'est que parfois c'est aussi le bras de levier qui ....suit pas !!
Bonne nuit

J'ai pas compris ? Vous voulez dire que des fois le bras n'a pas assez de force pour soulever un levier ?

[f6bes]

Remoi,
Ben parfois ,il se ...plie !! il faut qu'il soit capable d'encaisser l'effort ! Etre suffisament...robuste !
Tu confonds le "déplacement" nécessaire et le point d'application de la force.
Suppose tu as une barre de 1100mm. Ton point de basculement est 1000/100
Donc pour soulever de 1 cm le petit coté il te faut "pousser" ( vers le bas) (c'est le déplacment) 10cm le grand coté.

A+

[Chmiman]

Donc, si je reprend l'exemple de la barre de 1100mm , au point de basculement , d'un côté il y a 1000 mm ( la ou la main pousse , et de l'autre il a 100 mm ou le levier agit sur l'objet ? Je pense que c'est ça ?!