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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.

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