Histoire de Force Histoire de couple

Comment ça marche !
Histoire de Force
un petit peu de mecanique pour nous aider a comprendre les contraintes de "motorisation" du passage à niveau
pour déplacé un objet nous avons besoin d'une certaine force
une force c'est ce qu'il faut fournir pour soulever un objet (l'unite de force c'est le Newton)
sur terre pour soulever un poids de 100 gramme il faut une force de 1 Newton
sur la lune pour soulever un poids de 100 gramme il faut une force de 0,65 Newton
axe de rotation
Histoire de couple
pour deplacer un bras sur un axe il faut exercer une force sur ce bras
par exemple sur ce levier composé d'un bras horizontal
Un poids de 100 grammes( donc une force de 1N ) accroché sur le point A
de longueur 0A =2cm génère un couple de 1NX2Cm =2Ncm
pour equilibré ce levier il faut appliquer en B une force fonction de OB :
si 0B= 2cm une force de 1N (les 2 bras ont la même longuer)
si 0B= 4cm une force de 0,5N(car OB est 2 fois plus long)
si 0B= 1cm une force de 2N(car OB est 2 fois plus court )
si ob=y cm une force de =y X 2Ncm / 0A
B
A
O
poids 100
grammes
FB=1N
quand le bras n'est plus horizontal la logueur 0B n 'est plus celle du bras mais sa projection
donc pour soulever 100 grammes toujours pour 0A=2M
il faut une force =2Ncm/0B
plus OB sera petit plus il faudra une force importante
A
O
B
poids 100
grammes
de la theorie à la pratique (pour un bras de 4 grammes de 5 cm)
bras 4g longueur 5cm
pour calculer les efforts necessaires pour notre passage à niveau
on schematise de la façon suivant .
si le bras (0A) est un bras de 5cm homogene pesant 4 grammes par exemple
on le schematise par un point de 4 grammes concentré au centre de gravité du bras (G)
(c'est a dire son milieu )
pour soulever le bras il faut donc :
4g
couple =FxOG
centre de Gravité
schematisation
G
O
force=0,04N
couple= 0,04*2,5cm= 0,1Ncm
quand le bras sera pratiquement vertical il faudra un couple pratiquement nul
car OG sera pratiquement nul
G
O
le couple necessaire est obtenu en exerçant une force sur le bras de tirage
O
B
5cm
si le bras mesure 1cm sa projection OB mesure environ 5mmm
il faudra donc pour compenser les 0,1Ncm execrcer une force de
0,1/0,5=
0,2N
ce qui correspond à un poides de 20g
dès l'application de cette force le passage à niveau va se soulever la distance 0B va augmenter
(jusqu'à ce que OA soit horizontal ).
donc le couple (couple=0,2N X OB)va augmenter
pendant ce temps le distance 0A va diminuer le couple necessaire pour soulever 0A va diminuer
on genere un couple de plus en plus fort pour un besoin de plus en plus faible donc la vitesse de levage va augmenter
E
systeme complet
on possede maintenant assez d'élement pour connaître
les forces necessaires pour actionner le passage à niveaux
Y PU KA FAUT KON
O
N
A vous de JOUER !
comment obtenir une rotation proche 90 ° du passag e à niveau
force de traction
IP =8mm
IM=25 mm
OM=6mm
un deplacement de P de 3mm provoque une rotation de P
P
force de rappel
(poids, ressort…)
M
calculons l'angle de rotation correspondant au deplacement de P de 3mm
IP=8mm circonference du cercle IP =3,14*100=50mm
360°/50* 3= 21°
N
deplacement du point M = deplacement du point N
IM rayon du cercle
O
21°de rotation ------- ->
(50*3,14)/360*21=9mm
deplacement de M de 9mm
deplacement de N de 9mm--->(360/ (6*2*3,14))*9=85 °
P
un deplacement de 3 mm de P provoque donc une rotation
du bras de 85°
le deplacement (3mm) de P est obtenu par le retrait d'un fil a memoire
sachant que le retrait d'un tel fil est de 3% il faut donc un fil de 10cm
comme element de traction
I
M