La roue et l’essieu

Une roue et l’essieu est composé d’un cadre circulaire (la roue) qui tourne sur un axe ou tige (l’axe). Dans sa forme la plus ancienne, il était probablement utilisé pour soulever des poids ou des seaux d’eau de puits.

son principe de fonctionnement est mieux expliqué au moyen d’un dispositif avec un grand engrenage et un petit engrenage attachés au même arbre. La tendance d’une force F appliquée au rayon R sur la grande vitesse pour faire tourner l’arbre est suffisante pour surmonter la plus grande force de W au rayon r sur le petit pignon., L’amplification de la force, ou avantage mécanique, est égale au rapport des deux forces (W:F) et également égale au rapport des rayons des deux engrenages (R:r).

Si les grands et petits engrenages sont remplacés par des tambours de grand et de petit diamètre enveloppés de cordes, la roue et l’essieu deviennent capables de soulever des poids. Le poids soulevé est attaché à la corde sur le tambour, et l’opérateur tire sur la corde sur le gros tambour. Dans cette disposition, l’avantage mécanique est le rayon du grand tambour divisé par le rayon du petit tambour. Une augmentation de l’avantage mécanique peut être obtenu à l’aide d’un petit tambour à deux rayons r1 et r2, et une moufle., Lorsqu’une force est appliquée au grand tambour, la corde du petit tambour s’enroule sur D et hors de D.

une mesure de l’amplification de la force disponible avec le système poulie-corde est le rapport de vitesse, ou le rapport de la vitesse à laquelle la force est appliquée à la corde (VF) à la vitesse à laquelle Ce rapport est égal au double du rayon du grand tambour divisé par la différence des rayons des plus petits tambours D et D. exprimée mathématiquement, l’équation est VF/VW = 2R/(r2 – r1)., L’avantage mécanique réel W/F est inférieur à ce rapport de vitesse, en fonction du frottement. Un avantage mécanique très important peut être obtenu avec cette disposition en faisant des deux tambours plus petits D et d de rayon presque égal.