Calculateur d'effort de poulies

Un palan répartit la charge sur plusieurs brins de la même corde, de sorte que vous tirez avec moins de force que le poids soulevé. Dans le modèle idéal des manuels — corde sans masse, poulies sans frottement — l'effort permanent est égal à la charge divisée par le nombre de segments de corde porteurs. Quatre brins verticaux donnent un effort idéal d'un quart de la charge ; deux brins le réduisent de moitié ; une seule poulie fixe ne fait que rediriger la force et laisse l'effort égal à la charge. Les élèves ont besoin de cette forme fermée pour les devoirs ; les enseignants, d'un oracle déterministe pour les grilles de correction ; les équipes de scène et de voile, d'une première estimation de traction avant frottement et facteurs de sécurité. Ce calculateur accepte une charge non négative et un nombre entier positif de segments, renvoie l'effort idéal dans la même unité de force que la charge, et rejette zéro segment afin que les appelants ne divisent jamais par zéro.

Comment se définit l'effort idéal d'un système de poulies

Imaginez une corde passée dans des poulies fixes et mobiles de sorte que plusieurs segments verticaux soutiennent le moufle libre et la charge suspendue. Dans le modèle idéal, chaque segment porteur porte la même tension, et cette tension est égale à la force d'effort appliquée à l'extrémité libre de la corde. L'équilibre vertical du corps libre exige alors que le produit du nombre de segments n par la tension égale le poids de la charge, ce qui se réécrit immédiatement en effort F_e égal à la charge divisée par n.

Une poulie fixe simple a n égal à un : elle change la direction de la traction sans multiplier la force, donc l'effort égale la charge entière. Une poulie mobile simple donne en général n égal à deux et divise par deux la traction idéale. Les palans classiques gun tackle, luff tackle et double tackle correspondent à trois, quatre et cinq segments porteurs dans de nombreux schémas de manuels, tandis que les ensembles block and tackle plus grands augmentent simplement n davantage.

L'effort idéal ignore les pertes par frottement, l'allongement de la corde et l'inertie des poulies ; les systèmes réels exigent une traction plus grande que la valeur idéale, et le rendement est l'avantage mécanique réel sur l'avantage mécanique idéal. Cette page répond volontairement uniquement à la forme fermée idéale à partir de la charge et du nombre de segments, pour que l'intention de recherche reste nette pour ceux qui demandent quel effort un système de poulies nécessite.

Le nombre de segments doit être un entier positif ; zéro est rejeté en entrée invalide car il n'y a aucun brin porteur et une division par zéro n'aurait aucun sens. La charge doit être finie et non négative afin que le poids ne soit jamais nié en silence en une force de traction absurde.

Ce que vous envoyez et ce que vous recevez

Load est le poids ou la force que vous souhaitez maintenir ou soulever lentement, typiquement en newtons lorsque vous voulez l'effort en newtons, ou dans toute unité de force cohérente pour la requête. Segments est le nombre de brins de corde porteurs n et doit être un entier positif d'au moins un.

Les contrôles classiques incluent charge quatre cents et quatre segments pour un effort de cent ; charge cent et deux segments pour un effort de cinquante ; charge cinquante et un segment pour un effort de cinquante sans réduction de force. Branchez le formulaire gratuit du navigateur pour les devoirs et les vérifications rapides, puis appelez le même contrat depuis des scripts lorsque vous avez besoin de grilles en masse, de fiches de labo ou d'oracles de notation.

Gardez les unités cohérentes sur un labo en plusieurs étapes : si la charge est en kilonewtons, l'effort est rapporté dans la même unité afin que les comptes rendus restent cohérents sans conversions cachées ni mélanges d'unités qui invalidraient le quotient.

Où les calculateurs d'effort de poulies interviennent dans le travail réel

Les cours de physique du secondaire et d'introduction à l'université proposent des schémas de palan, comptent les brins porteurs sur des croquis de corps libre et demandent la force d'effort idéale avant les problèmes de rendement ; un seul oracle de confiance accélère la correction et la préparation des démonstrations.

Les équipes de gréement de scène, de voile et de formation au sauvetage dimensionnent un palan à partir du nombre de brins et du poids de la charge utile comme premier filtre avant facteurs de sécurité et déclassements par frottement réel. Les fablabs et programmes de vulgarisation STEM convertissent un schéma de reeving compté en force de traction attendue afin que les élèves comparent la prédiction à un dynamomètre à l'extrémité libre de la corde.

Les notes de conception mécanique indiquent souvent l'effort idéal à côté de la traction mesurée lors de la documentation d'essais de levage et d'achats de block and tackle.

Si vous avez ensuite besoin de l'avantage mécanique réel à partir de l'effort mesuré, du rendement des poulies, du travail et de la puissance le long d'un levage, ou de la réduction de force sur plan incliné, traitez-les comme des intentions de recherche et des pages distinctes plutôt que de surcharger cette page de calculateur d'effort idéal de système de poulies avec des tables de frottement ou une dynamique qui n'y a pas sa place.