Un levier est une simple machine, un dispositif construit par l'homme pour gagner grâce à une force, appelée tracteur, une autre force appelée résistante.
Le but des leviers primordiaux était d'amplifier la force humaine permettant d'effectuer des travaux non autorisés par la simple utilisation de la force musculaire.
Les leviers obéissent à un principe physique assez simple:
le système est en équilibre si la résultante des moments des deux forces est nulle.
En physique, le moment d'une force par rapport à un centre est exprimé par un vecteur module égal au produit de l'intensité de la force par la longueur de son bras (distance de la ligne droite de la force depuis le point d'appui).
M OMENT = F ORZA xb raccio
Si la résultante des moments doit être nulle (pour que le système soit en équilibre) alors:
M FORCE IN INPUT = M FORTPUT FORCE
F xb = F 'x b'
Ou en exprimant la relation en d’autres termes, on peut affirmer:
F: F '= b': b
Par conséquent, le rapport des forces doit être égal à la relation inverse entre les bras.
Si b est 10 fois plus grand que b '(b = 10b') pour que le système reste en équilibre, F doit être 10 fois plus petit (F = 1 / 10F ').
Nous avons donc créé un levier avantageux: nous imaginons que la force F 'est représentée par la force de poids d’un rocher de 100 kg; pour la lever, il faudra appliquer une force F> 10 kg (> 1/10 de la force de poids):
Nous donnons maintenant la définition de levier avantageux: un levier est considéré comme avantageux lorsque, dans des conditions d’équilibre, la force motrice est inférieure à la résistance (comme dans le cas qui vient d’être décrit).
Cependant, un levier peut également être désavantageux si la force motrice est supérieure à la résistance.
Enfin, un levier est neutre ou indifférent lorsque la force motrice est égale à la résistance.
PREMIER TYPE DE LEVIER:
un levier est du premier type ou du premier type si le point d'appui est situé entre la force motrice et la force résistante. À son tour, le levier du premier type peut être avantageux si la force motrice est plus éloignée du point d'appui de la force résistante ou, dans le cas contraire, défavorable.
Le pied de biche, les ciseaux, les pinces, etc. sont les leviers du premier type.
LEVIER DEUXIEME TYPE:
un levier est dit de second type ou second type si le point d'appui est du même côté de la force motrice et de la force de résistance, il est en même temps nécessaire que la force motrice soit plus éloignée du point d'appui que la force résistante. On en déduit donc que les leviers du deuxième type sont toujours avantageux.
Ce sont des leviers du deuxième type, la brouette, le casse-noix, le décapsuleur.
TROISIÈME TYPE DE LEVIER:
un levier est d'un troisième type ou d'un troisième type si le point d'appui est du même côté de la force motrice et de la force résistante, il est en même temps nécessaire que la force motrice soit plus proche du point d'appui que la résistance. On en déduit donc que les leviers du troisième type sont toujours désavantageux.
Les leviers sont de troisième type.
De plus, les muscles de notre corps, insérés dans les os, sont du point de vue physique des leviers. La figure montre la flexion de l'avant-bras par le muscle biceps brachial.
C’est un exemple classique de levier de troisième type qui, comme nous l’avons dit, est toujours désavantageux. Comme le bras de levier est plus court, la force développée par le biceps doit être beaucoup plus grande que la force de poids de la balle tenue sur la main. Ce type de levier permet cependant une grande amplitude et une grande rapidité de mouvement.
En physique, on parle d'un avantage statique et d'un avantage dynamique. Il y a un avantage statique. En utilisant une force motrice plus faible, vous pouvez gagner une résistance plus forte (levier avantageux), mais dans ce cas, la vitesse et l'amplitude du mouvement sont faibles, il existe donc un désavantage dynamique.
Un inconvénient statique (levier désavantageux) permet automatiquement une vitesse et une amplitude de mouvement supérieures, ce qui constitue un avantage dynamique.
AVANTAGE STATIQUE = DÉSAVANTAGE DYNAMIQUE
DÉSAVANTAGE STATIQUE = AVANTAGE DYNAMIQUE
La flexion plantaire du pied avec les membres inférieurs étendus est un exemple de deuxième type de levier.
La résistance (poids) et la force (muscle) se situent du même côté par rapport au pivot, la force motrice est plus éloignée et le levier est donc avantageux. L'insertion très en arrière du triceps sural facilite donc le mouvement.
L'ensemble du système locomoteur est basé sur un système de leviers. Par conséquent, chaque fois qu'il y a un mouvement, un levier est produit qui peut être de premier, deuxième ou troisième type. Dans le corps humain, les leviers les plus fréquents sont ceux des premier et troisième types, tandis que les leviers avantageux du troisième type sont très rares.
Cependant, le corps humain utilise des éléments qui facilitent l'action des muscles. C'est le cas, par exemple, de la rotule qui, en déplaçant la force de traction du quadriceps en avant, augmente son efficacité.
