Cet article explique ce que sont les leviers de troisième degré (ou leviers de troisième classe). Vous retrouverez donc les caractéristiques des leviers du troisième degré, la formule de ce type de leviers et, enfin, un exercice résolu étape par étape.
Qu’est-ce qu’un levier du troisième degré ?
Le levier du troisième degré , ou levier du troisième genre , est le levier qui exerce l'effort (ou la puissance) entre le point d'appui (ou point d'appui) et la charge (ou résistance).
Autrement dit, les leviers du troisième degré ont le point d’appui à une extrémité, la résistance à l’autre extrémité et la puissance quelque part entre les deux extrémités du levier.
Par exemple, les cannes à pêche, les pinces à épiler et les coupe-ongles sont des leviers du troisième degré. Tous ces instruments sont des exemples de leviers du troisième degré car le pouvoir se situe entre le point d’appui et la résistance.
Parties d'un levier du troisième degré
Une fois que nous avons vu la définition du levier du troisième degré, les différentes composantes de ce type de leviers sont présentées ci-dessous.
- Point d'appui ou point d'appui (F) : c'est la partie du levier du troisième degré sur laquelle repose le mécanisme.
- Effort ou puissance (P) : est la force appliquée au levier pour contrecarrer la résistance à une extrémité du levier.
- Charge ou résistance (R) : c'est la force qu'il faut vaincre.
- Bras de puissance (BP) : c'est la distance entre la puissance et le point d'appui.
- Bras de résistance (BR) : est la distance entre la résistance et le point d'appui.
Caractéristiques d'un levier de troisième degré
La principale caractéristique d’un levier du troisième degré est que la puissance se situe entre la résistance et le point d’appui. Par conséquent, comme la résistance sera toujours plus éloignée du point d’appui que la puissance, dans les leviers du troisième degré, le bras de résistance est toujours plus grand que le bras de puissance.
Par conséquent, l’effort à fournir pour compenser la résistance est également supérieur à la résistance. Donc dans ce type de leviers il n’y a aucun gain mécanique, bien au contraire. C'est pourquoi les leviers du troisième degré sont généralement utilisés pour manipuler des objets de faible poids, sinon il faudrait appliquer une force trop importante.
D'autre part, un avantage des leviers du troisième degré est qu'ils permettent d'obtenir un grand déplacement de résistance avec un petit déplacement de puissance.
Formule d'un levier du troisième degré
Pour qu'un levier de troisième degré soit en équilibre, l'équation doit être satisfaite que la puissance multipliée par le bras de puissance est égale à la résistance multipliée par le bras de résistance.
La formule d’un levier du troisième degré est donc la suivante :
Où:
-
est la puissance (ou l'effort). -
est l'arme du pouvoir. -
est la résistance (ou charge). -
est le bras de la résistance.
Exercice résolu du levier du troisième degré
Dans un levier du troisième degré, une force équivalente à 60 N doit être exercée pour contrecarrer une résistance de 15 N située à 80 cm du point d'appui. Calculez à quelle distance du point d'appui la puissance est appliquée.
Dans ce problème de levier du troisième degré, il nous est demandé de déterminer le bras de puissance. Ainsi, pour résoudre le problème, nous devons appliquer l’équation du levier :
Nous substituons les données que nous connaissons dans l'équation :
Et on résout l'inconnue de l'équation :
La puissance doit donc être appliquée à 20 cm du point d'appui.