Expliquer le principe du levier

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Mécanique et Cinétique

Expliquer le principe du levier

J'ai commencé un projet de technologie avec trois classes de mon école. Je travaille sur le thème levier et balance. Je n'ai presque pas fait de technologie dans mes études. Je ressens quelques difficultés à construire mes séances. Je n'ai pas bien compris pourquoi il y a un levier dans un sécateur, tenaille... J'ai commencé avec les élèves sur le principe de levier avec les règles. Ils devaient trouver où placer le point d'appui pour soulever une charge le plus facilement possible. Les élèves ont trouvé comment faire. Pour moi, un levier permet de soulever; comment montrer aux élèves qu'il ne permet pas que ça ? Pouvez-vous m'expliquer le principe du levier ?

Sun 12/01/03 - 13:00
quentin.auzoux@cea.fr

Le levier permet de multiplier l'intensité d'une force. Cette force peut être le poids, mais aussi n'importe quelle autre force. Le principe du levier est simple, il suffit d'une force, et d'un point fixe autour duquel peut pivoter le levier.
On peut illustrer le cas du levier avec une règle plate sur un pivot, ou un petit montage en Lego technique. Dans ce cas, la force c'est le poids (autrement dit, l'attraction terrestre, la gravité).
On peut s'amuser au jeu suivant: on trace des repères tous les dix centimètres sur la règle, on choisit des poids qui peuvent s'empiler et qui pèsent tous pareil (ce qu'on a sous la main: des rouleaux de scotch, des jetons, ou des pièce de Lego...),
on place un poids (A1) sur le premier repère, pour trouver l'équilibre on peut en mettre un autre à la même distance de l'autre côté du pivot (B1),
on rajoute un poids (A2) au-dessus de A1, de nouveau pour trouver l'équilibre on peut ajouter un poids (B2) au-dessus de B1, mais on peut aussi éloigner A1 du pivot et le placer sur le deuxième repère !
De même avec trois poids sur le repère 1 d'un côté, on peut trouver l'équilibre avec 1 poids sur le repère 3 de l'autre côté... C'est le principe du levier !

On peut faire la même expérience avec une grosse planche, un pivot, et des personnes de poids différents de chaque côté du pivot. S'ils sont à la même distance du pivot, la planche penche du côté du plus lourd, mais s'il se rapproche du pivot, la planche finira par basculer du côté du plus léger.

On peut également utiliser le levier avec d'autres forces que la gravité, par exemple la force musculaire, comme dans le casse-noix, les tenailles, le sécateur, la machine à enfoncer les bouchons en liège dans les goulots, etc.
Sans levier, on a du mal à casser les noix, à moins d'avoir de très gros muscles!
On pourra fabriquer l'analogue d'un casse-noix en utilisant trois tasseaux en bois d'un mètre environ, on les perce à une extrémité, on fait passer un boulon pour faire pivot. On laisse les deux tasseaux des côtés immobiles, et on peut faire pivoter celui du milieu. Comme cela on peut essayer d'écraser une balle de tennis par exemple. Cela sera d'autant plus facile que l'on tiendra le tasseau loin du pivot. Attention aux doigts, avec un levier si long on peut se faire très mal! Il est plus raisonnable de faire la même chose à plus petite échelle en Lego technique par exemple pour écraser une balle en mousse.

En ce qui concerne les leviers voir aussi :

Progression sur les balances en CE2

jeu 20/02/2003 - 02:01
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Bonjour,

Pour résumer : pour soulever une charge à l'aide d'un levier, plus le bras de levier est grand, plus la force à appliquée POUR SOULEVER LA CHARGE est faible.

Expérience simple pour le prouver: deux crayon identiques à la verticale sur une table, l'un avec un anneau de pâte à modeler à sa base, l'autre avec un anneau de pâte à modeler à son extrémité haute. Il est plus facile de faire basculer le crayon avec la pâte à modeler haute (bras de levier distance entre pâte et la table plus important).

Application mathématiques vérifiable en classe: utilisation de la mutiplication
soit une planche avec un point de levier
soient deux forces F1 et F2 a distances réciproques D1 et D2 du point de levier
alors il y a équilibre quand F1 X D1= F2 X D2.

ne pas oublier que l'on travaille avec des forces (en newton N) F = poids (kg) X 9.8 (N/kg)
9.8 est la force d'attraction terrestre... inutile a connaitre pour les CM...

je conseille également d'effectuer des schémas en représentant les forces par des flèches vers le bas (plus ou moins grandes en fonction de leur intensité...)

dim 30/09/2012 - 05:01
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