Dans cet article vous découvrirez ce que sont les machines mécaniques, des exemples de machines mécaniques et les différents types de machines mécaniques.
Qu'est-ce qu'une machine mécanique ?
Une machine mécanique est un type de machine qui transforme une force qui lui est appliquée en une force plus ou moins grande. Autrement dit, une machine mécanique augmente ou réduit une force grâce à un mécanisme.
Par exemple, le levier est une machine mécanique car il multiplie l'effort appliqué à l'un de ses bras. Ainsi, le levier permet de soulever un objet lourd en utilisant une force moindre que si vous deviez soulever l'objet sans le levier.
Par conséquent, les machines mécaniques sont utilisées pour créer des forces importantes tout en y appliquant un effort beaucoup plus faible. De même, nous pouvons parfois être intéressés à réduire la force appliquée pour avoir plus de précision dans le mouvement, comme dans le cas des pinces à épiler.
La machine mécanique peut aussi être dite machine manuelle .
Exemples de machines mécaniques
Une fois que nous aurons vu la définition d'une machine mécanique, nous allons voir plusieurs exemples de machines mécaniques .
- Levier : machine mécanique qui permet de multiplier la force appliquée sur l'un de ses bras.
- Palan : machine mécanique permettant de manipuler confortablement des objets lourds.
- Vélo : machine mécanique qui transforme le mouvement circulaire effectué avec les jambes en un mouvement vers l'avant.
- Brouette : engin mécanique permettant de transporter de gros poids avec moins d'effort.
- Ouvre-boîte – machine mécanique utilisée pour ouvrir les boîtes de conserve.
Types de machines mécaniques
Les machines mécaniques peuvent être classées en deux types :
- Machine simple : machine mécanique composée d'un mécanisme simple et permettant de modifier l'ampleur ou la direction de la force appliquée. Par exemple : levier, poulie, plan incliné.
- Machine composite : machine mécanique composée de plusieurs machines simples connectées en série, de sorte que le mécanisme de ce type de machine soit plus sophistiqué. Par exemple : vélo, voiture, grue.
Avantage mécanique d'une machine mécanique
L' avantage mécanique d'une machine mécanique est un paramètre qui montre à quel point la force appliquée sur la machine mécanique est amplifiée. L'avantage mécanique indique donc la relation entre la force d'entrée et la force de sortie.
Mathématiquement, l'avantage mécanique d'une machine mécanique est défini comme le rapport entre la force résultante et la force appliquée.
L'avantage mécanique peut également être calculé en divisant la vitesse de la force appliquée par la vitesse à laquelle la charge se déplace. De même, cette expression équivaut également au déplacement du point de la force appliquée divisé par le déplacement de la charge :
Ensuite, de la formule de l’avantage mécanique, les relations suivantes peuvent être déduites :
- VM>1 : La force résultante est supérieure à la force appliquée, donc la machine mécanique augmente l'amplitude de la force. En revanche, la distance parcourue par la charge est inférieure à la distance parcourue par le point où la force est appliquée.
- VM<1 : La force résultante est inférieure à la force appliquée, donc la machine mécanique réduit la valeur de la force. Cependant, on obtient un déplacement de charge supérieur au déplacement effectué au point d'application de la force.
- VM=1 : la force résultante de la machine mécanique est égale à la force exercée sur elle. Les déplacements de la charge et le point d'application de la force sont également identiques. Bien que ces types de machines mécaniques ne présentent pas d’avantage mécanique, elles sont généralement utilisées pour effectuer du renforcement musculaire de manière plus confortable. Par exemple, une simple poulie permet un effort vers le bas pour soulever un poids, facilitant ainsi le levage de la charge.
machine mécanique et machine automatique
Enfin, nous verrons quelle est la différence entre une machine mécanique et une machine automatique.
La différence entre une machine mécanique et une machine automatique réside dans le fait que la machine mécanique fonctionne manuellement, alors qu'une machine automatique fonctionne selon un processus automatisé.
Ainsi, les machines mécaniques nécessitent la puissance humaine pour fonctionner, tandis que les machines automatiques sont généralement activées par un bouton ou un programme informatique et que tout leur fonctionnement est automatisé.
Cependant, les machines mécaniques sont de plus en plus remplacées par des machines automatiques, car elles ne nécessitent pas d'action humaine et sont plus pratiques.