Mécanique de la poulie

2022-12-16

La poulie est un outil permettant de répartir des tensions de manière homogène entre différents brins ainsi que de rediriger les forces.

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Physique

Une poulie est un système de déviation de force. Dans un système idéal sans masses ni frottements, le travail est conservé d’un bout à l’autre d’une corde ou élément apparié. Soit une charge Fx déplacée d’une distance ux alors F₀u₀ = F₁u₁. Le rapport u₁/u₀ ainsi que F₀/F₁ est dit « de démultiplication », et on cherche à le rendre le plus élevé possible.

Systèmes

Les poulies existent sous différentes configurations, chacune ayant son propre rapport de démultiplication. Via une poulie fixe unique – ex : puit – alors le rapport est de 1, l’avantage étant uniquement de pouvoir exercer la force dans une direction différente – ce qui peut être utile étant donné la gravité – et la force appliquée à la poulie sera le double de F₀.

Une poulie mobile permet de modifier le rapport de démultiplication, F₀ étant divisée entre les deux côtés de la poulie. Dans le cas le plus simple, avec une seule poulie, le rapport serait ainsi de 2 mais F₁ serait à exercer dans le sens opposé à F₀. C’est pourquoi on ajoute usuellement une poulie fixe de manière à ce que F₁ soit dans le sens de la gravité, on parle également de palan.

Note

Le système est différent de la transmission d’un vélo faisant appel à la notion de développement et où il n’y a pas de charge à déplacer à proprement parler. Il reste toutefois imaginable d’intégrer une moufle – assemblage de plusieurs poulies mobiles – dans le pédalier de manière à augmenter le rapport démultiplicateur de manière totalement innefficace. Une forme de poulie existe néanmoins au niveau du dérailleur arrière afin de maintenir la chaîne sous tension[1].

Références

[1] Chappe de dérailleur, LeJun 2022