NOTIONS SUR I.ES LEVIERS

31. Mécanique, machine*. — La mécanique est la science qui traite des forces et du mouvement. Plusieurs forces étant appliquées k un môme corps, elle fait connaître la relation qui doit exister entre ces forces pourqu'elles se fassent équilibre, ou pourqu’elles produisent un effet déterminé.

Tout appareil qui sert à transmettre l’action d’une force est une machine ; et toute force qui fait mouvoir une machine est un moteur. Lorsqu’on coupe un fruit avec un couteau, la main est un moteur, et le couteau, qui transmet son action, est une machine. Un cheval, qui traîne une charrette, est un moteur, et la charrette, qui sert à utiliser la force du cheval pour le transport des fardeaux, est une machine. Le cours d’eau qui fait mouvoir une roue hydraulique, le vent qui fait tourner un moulin, la vapeur qui fait marcher une locomotive, sont des moteurs ; et la roue hydraulique, le moulin à vent, la locomotive, sont des machines.

LEVIERS

Fig. 15. — Levier da 1er genre.

qu’il lui serait complètement impossible de mouvoir sans lo secours des machines. Nous ne considérerons ici que le levier, élément le plus simple des machines.

32. Levier. — Un levier est une barre de bois, ou de métal, mobile autour d'un point fixe qu’on appelle point d'ajypui, et sou-

Les machines n’augmentent pas l’énergie d’un moteur; mais, en modifiant son action, elles lui permettent d’exécuter des travaux qu’il ne pourrait faire seul. Par exemple, à l’aide du levier que nous allons décrire, un homme parvient à soulever des fardeaux

mise à l’action de deux forces qui tendent à la faire tourner en sens contraire. Celle des deux forces qui agit comme moteur est la puis-

Fig. 16. — Levier du 2e genre.

LEVIERS

/tance, l’autre est la résistance. D'après la position relative de la puissance et de la résistance par rapport au point d’appui, on distingue trois genres de leviers :

4* Levier du premier genre. — Un levier est dit du premier genre quand le point d’appui est situé entre la puissance et la résistance. Tel est le levier représenté dans la figure 45. La main est la puissance, le poids P est la résistance, et C est le point d’appui ;

2° Levier du second genre. — Un levier est du deuxième genre lorsque la résistance est appliquée entre la puissance et le point d’appui, comme le montre la figure 16;

3° Levier du troisième genre. — Enfin, on appelle levier du

Fig. 17. — Levier du 3» genre.

troisième genre, celui dans lequel c’est la puissance qui est appliquée entre la résistance et le point d’appui, ainsi qu’on le voit dans la figure 47.

Dans les différents genres de leviers, les distances du point d’appui à la puissance et à la résistance, se nomment bras de levier. Dans la figure 16, par exemple, la distance de C à B est le bras de

LEVIERS

levier de la puissance, et celle de C à A est le bras de levier de la résistance.

33. Effet de» levier», condition d’équilibre. — On démontre, en mécanique, que l’effet que produit une force, à l’aide d'un levier, croit comme le bras de levier sur lequel elle agit, c’est-à-dire que si ce bras de levier est deux, trois, quatre fois plus long, l’effet utile produit est lui-même deux , trois, quatre fois plus considérable. C’est ce qui avait fait dire à Archimède, en parlant du levier, que si on lui donnait un point d’appui, il soulèverait le monde.

De ce qu’une force produit d’autant plus d’effet qu’elle agit sur un plus grand bras de levier, il résulte que, pour qu’il y ait équilibre entre la puissance et la résistance qui agissent en même temps sur un levier, il faut, si les bras de levier sont égaux, que les deux forces soient elles-mêmes égales ; et si les bras de levier sont inégaux, il faut que les deux forces soient en raison inverse des bras de levier ; c’esl-k-dire que la puissance étant, par exemple, trois fois plus petite que la résistance, son bras de levier doit être trois fois plus grand que celui de cette dernière.

Il résulte de là que, dans le levier du troisième genre , la puissance est toujours plus grande que la résistance, car le bras de levier AC de celte dernière ( fig. 17) est plus grand que le bras de levier BC de la puissance. Dans le levier du second genre, au contraire, la puissance est toujours plus petite que la résistance, car le bras de levier BC de la première est toujours plus grand que AC ( fig. 16). On exprime ordinairement les propriétés de ces deux leviers , en disant que le levier du second genre fait gagner en force , et que celui du troisième genre fait perdre. Quant au levier du premier genre, il peut faire perdre ou faire gagner, ou ne faire ni l’un ni l’autre, car le bras de levier BC de la puissance { fig. 15 ) peut être plus petit que AC, plus grand ou égal.

34. Application» diverse» de» leviers. — Les différents genres de leviers présentent de nombreuses applications dans une foule d’outils, d’appareils et do machines qui fonctionnent tous les jours sous nos yeux. La balance ordinaire, qui sera décrite bientôt, est un levier du premier genre. Il en est de même des brimbales des pompes. Les ciseaux dont on se sert pour couper les étoffes sont encore des leviers du premier genre : phaque branche, des ciseaux est un levier

34 LE VIE BS.

dont le point d’appui est la vis C, la puissance est la main, et la résistance est l’objet qu’il s'agit de couper (fig. I S ) .

Parmi les leviers du second genre, il faut placer les pincettes en usage dans nos foyers. La partie courbe de la pincette étant le point

Fig. 18. — Eiemple de levier du 1er genre.

d’appui, chaque branche est un levier du deuxième genre dont la puissance est la main qui tient la pincette, et la résistance est le charbon maintenu entre les deux branches. Les avirons des bateaux sont encore des leviers du second genre. La résistance de l’eau au mouvement de la palme de l’aviron représente le point d’appui, la main du batelier est la puissance, et le bateau qu’on fait avancer.

Fig. 19. — Kremple de levier du î« genre.

ou plutôt l’eau qu’il déplace est la résistance. Le couteau fixé par un bout, dont-on se sert dans les cuisines pour couper le pain, est un levier du second genre. Il en est encore de même du casse-noisette, comme on le reconnaît facilement à l’inspection de la figure 1 9.

Des trois espèces de leviers, c’est celui du troisième genre qu’on rencontre le plus rarement. Cependant, nous citerons, comme exemple de ce genre de levier, la pédale en usage dans les tours, dans les pianos, dans les rouets. Dans ce dernier appareil, la pédale consiste en une petite planchette de bois AB (fig. 20), formant levier. Le point d’appui est en.C, sur le sol; la puissance, qui est le pied de là fileuse, est appliquée en B, et la résistance, qui est le mouvement à transmettre au rouet, fôt appliquée en A, à l’ex-

ATTRACTION UNIVERSELLE

trémité de la pédale, par l’intermédiaire d’une tige qui s’articule à une manivelle coudée, fi*ée au centre do la roue qu’il s’agit de faire tourner. Mais les applications les plus fréquentes du levier du troi-

Fig. 30, — Eiem^le de le\ier du 3« genre.

sième genre se rencontrént dans les animaux, dont presque tous les mouvements ne s’effectuent que par ce mécanisme.