Leviers et moment d'une force – équilibre autour d'un pivot

Ce qu’elle montre

L'effet de rotation d'une force autour d'un pivot est son moment, M = F × d, où d est la distance perpendiculaire du pivot à la droite d'action de la force. Un levier est en équilibre lorsque les moments dans le sens horaire et antihoraire sont égaux, F₁·d₁ = F₂·d₂. Le pivot de la barre peut être au centre, comme une bascule, ou à une extrémité, comme une brouette, où la charge et l'effort agissent du même côté. Si d₂ est plus long que d₁, un petit effort équilibre une grosse charge, mais il doit se déplacer sur une plus grande distance.

Mode d’emploi

Partez des valeurs par défaut, 10 N à 20 cm contre 5 N à 40 cm, et cliquez sur Lâcher la barre pour montrer qu'elle reste horizontale. Faites glisser l'une des forces le long de la barre pour changer un bras de levier et observez la barre pencher du côté du moment le plus grand. Cliquez sur Tenir à plat, modifiez les forces, puis cliquez sur F₂ pour l'équilibre pour vérifier votre calcul. Recommencez avec l'autre Type de levier.

Paramètres modifiables

• Force F₁ (charge) 1–50 N
• Bras de levier d₁ 5–60 cm
• Force F₂ (force motrice) 1–50 N
• Bras de levier d₂ 5–60 cm
• Type de levier Pivot au centre (bascule, balance, pince), Pivot à une extrémité (brouette, décapsuleur)

Questions à explorer

1. Combien de fois d₂ doit-il être plus long que d₁ pour qu'un effort de 10 N équilibre une charge de 50 N ?
2. Pourquoi la poignée d'une porte est-elle placée le plus loin possible des gonds ?
3. Où se trouve le pivot d'une brouette, et pourquoi facilite-t-il le levage de la charge ?