Mécanique et machines simples · GCSE Physique Forces et machines
Simulateur de système de poulies et de palan
Block & s'attaque à la règle d'or : Si les fils de corde à charge n sont impairs, ancrez le bloc mobile; si même, ancrez le bloc fixe. Effort F = (G + G_mov)/n.
- Côté client
- Pas d'inscription
- Dérivés vivants
- Mode projecteur
- Imprimer la feuille de travail
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Contrôles des paramètres
N
N
m
N
Dérivations et métriques en direct
Force d'effort F
--
Distance de corde s
--
Efficacité mécanique η
--
Total du travail
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul:
--Substitution:
--Régime : --
Outil connexe :
Outil standard : calculatrice de poulie en V
Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde
Problème travaillé
Problème : Un bloc et l'attaque avec n=3 lève 400N. Poulie mobile pèse 50N, frottement négligeable. Trouver l'effort F et l'efficacité η.
Dérivation étape par étape :
- Effort F = (G + G_mov)/n = (400 + 50)/3 = 150N; efficacité η = G / (n*F) = 400 / (3*150) -88,9%.
Problème travaillé
Problème : Une poulie soulève 600N par 3m avec un effort 250N en mouvement 9m. Trouvez le travail utile, le travail total et l'efficacité.
Dérivation étape par étape :
- W_useful = 600*3 = 1800J; W_total = 250*9 = 2250J; η = 1800 / 2250 = 80%. Ici n = s/h = 3.
Feuille de travail et problèmes de pratique
Q1. Variante 1: Un opérateur au sol tire vers le bas pour soulever 500N avec G_mov=60N. Quel est le minimum n et l'effort?
Clé de réponse : La traction vers le bas nécessite une corde de poulie fixe (n=2). Effort F = (500+60)/2 = 280N.
Q2. Variante 2: La même poulie a-t-elle la même efficacité de levage 200N vs 600N?
Clé de réponse : Non, l'efficacité est plus élevée avec 600N parce que le travail utile G*h forme une plus grande fraction du travail total.
Q3. Variante 3 : Une poulie avec η=75 % soulève une charge à 0,2m/s avec une puissance de 40W. Trouvez le poids de charge G.
Clé de réponse : Puissance utile P_useful = 0,75*40W = 30W. Depuis P_useful = G*v, G = 30 / 0,2 = 150N.
Foire aux questions et idées fausses
Qu'est-ce que la règle de gréement «doux mobiles, même fixes»?
Si le nombre de fils porteurs n est impair (3, 5), l'extrémité fixe de la corde doit être fixée au bloc mobile. Si même (2, 4), ancrer le bloc fixe.
Tirer vers le bas du sol change-t-il l'avantage mécanique?
Oui. Le segment final de corde sortant de la poulie fixe change de direction plutôt que de supporter la charge, donnant des brins n=2 de deux poulies.
Un système de poulie peut-il économiser du travail ou de l'énergie?
C'est pas vrai. Par la loi de la conservation de l'énergie, aucune machine n'épargne le travail. L'effort est réduit par le facteur n (F=G/n), mais la distance augmente par le facteur n (s=nh). Le travail total dépasse toujours le travail utile en raison du frottement et du poids des poulies.
Comment maximiser l'efficacité des poulies ?
1) Minimiser le poids des poulies mobiles; 2) lubrifier les roulements pour réduire les frottements; 3) fonctionner à proximité de la capacité nominale, de sorte que le travail utile domine le travail total.