ASVAB Sous-test de compréhension mécanique: poulies et engrenages - mannequins

Les poulies et les engrenages sont des machines simples que vous devez connaître pour le sous-test ASVAB Mechanical Comprehension. Ils peuvent être utilisés pour changer l'ampleur et la direction de la force. Lorsque vous montez dans un ascenseur, montez sur un escalator, conduisez votre voiture, ou ventissez votre montre, vous utilisez des poulies et des engrenages.

Systèmes de blocage et d'immobilisation

Lorsqu'ils sont utilisés dans un dispositif de blocage et d'immobilisation , les poulies facilitent le levage d'objets lourds. Dans les systèmes de blocs et d'attelages, les poulies peuvent également être utilisées pour changer la direction de votre traction. Si vous attachez une caisse de 200 livres à une extrémité d'une corde, faites passer la corde à travers une poulie et attrapez l'autre extrémité de la corde, vous pouvez tirer sur la corde pour soulever la caisse.

Sans une poulie, vous pouviez tirer sur la caisse toute la journée et elle ne montait pas. Dans ce cas, en utilisant une simple poulie, la force de votre traction doit être égale au poids de l'objet soulevé. La poulie régulière ne multiplie pas votre force, mais elle facilite le processus de levage.

Une poulie utilisée dans un système de blocs et d'agrès.

L'utilisation d'un bloc et d'un attirail vous permet de répartir votre force plus efficacement. Au lieu de hisser cette caisse entière de 200 livres en un seul essai, vous pouvez tirer sur une corde pour la soulever de quelques pouces à la fois. Cela rend le travail plus facile à effectuer.

Un système de blocs et d'agrès peut également être utilisé pour réduire l'effort par la force d'agrandissement:

Réduire l'effort en utilisant un bloc et un attirail.

• L'exemple 1 montre une boîte de 100 livres fixée au plafond par une seule ligne. Le poids supporté par la ligne est égal au poids de la boîte.

• Dans l'exemple 2, la boîte est fixée au plafond en utilisant deux lignes. Chaque ligne supporte la moitié du poids de la boîte.

• Dans l'exemple 3, une seule ligne est vissée dans une poulie. Bien que la ligne supporte tout le poids de la boîte, chaque section de la ligne supporte seulement la moitié du poids de la boîte, tout comme dans l'exemple 2.

• Dans l'exemple 4, un homme utilise ce principe pour soulever Boîte de 100 livres en appliquant seulement 50 livres de force. En bref, ce système de blocs et de plaquettes procure à l'homme un avantage mécanique de 2. Dans cet exemple, l'homme devra tirer 2 pieds de corde pour élever la caisse de 1 pied.

  

  Deux exemples d'un arrangement de blocs et d'agrès.

• Dans l'exemple 1, trois sections de corde produisent un avantage mécanique de 3. Le levage d'un poids avec cet arrangement de poulie ne nécessite que l'effort nécessaire pour soulever le poids directement. Cependant, afin de soulever la caisse 1 pied, vous devez tirer 3 pieds de corde.

• L'exemple 2 illustre un système de blocs et d'agrès avec six sections de corde. L'utilisation de cet arrangement vous offre un avantage mécanique de 6, mais vous devez tirer la corde 6 pieds pour chaque pied que vous voulez soulever la boîte.

Comprendre le fonctionnement des engrenages

Les machines utilisent souvent des engrenages pour transmettre le mouvement d'un endroit à un autre. Un avantage supplémentaire de l'utilisation des engrenages est qu'ils peuvent être utilisés pour changer de direction, augmenter ou diminuer la vitesse, ou augmenter ou diminuer la force.

Les engrenages disposés en série tournent dans le sens inverse l'un de l'autre. Si vous avez un nombre pair d'engrenages connectés en série, le premier et le dernier engrenage tournent dans des directions opposées. Si vous avez un nombre impair d'engrenages alignés dans une série, la première et la dernière vitesse tournent dans la même direction.

Le mouvement des vitesses avec un nombre pair d'engrenages alignés dans une série.

La vitesse à laquelle un engrenage tourne dépend du nombre de dents. L'engrenage 1 a six dents, et l'engrenage 2 a huit dents. Cette relation des dents peut être exprimée comme un rapport de 6: 8, qui peut être réduit à 3: 4. Cela signifie que Gear 1 doit tourner quatre fois pour que Gear 2 fasse trois tours. Ou exprimé d'une autre manière, pour chaque rotation faite par Gear 1, Gear 2 fera trois quarts de tour.

Le rapport des dents entre deux vitesses affecte la vitesse de rotation.

Lorsque les arbres d'engrenage ne sont pas parallèles les uns aux autres, les engrenages coniques peuvent être utilisés pour raccorder des pignons dont les arbres ont des angles différents. Les principes de la rotation des engrenages restent les mêmes. Voici un exemple d'engrenages coniques conçus pour relier les arbres ayant un angle de 90 degrés à l'autre.

Deux engrenages coniques se rencontrent à angle droit.

Poulies et courroies

Lorsqu'elles sont reliées par un système de courroies, les poulies peuvent également entraîner d'autres poulies.

Comme les engrenages, les poulies sont utilisées pour transmettre le mouvement d'un endroit à un autre. Cependant, les propriétés physiques des poulies sont différentes de celles des engrenages:

• Sens de rotation: Sauf si la courroie est inversée, les poulies connectées en série tournent dans le même sens. Ce concept est illustré ci-dessous avec deux ensembles de poulies. Dans le premier jeu de poulies, toutes les poulies tournent dans le même sens que la poulie menante. Cependant, dans la deuxième série de poulies, la poulie d'entraînement et la poulie inférieure tournent dans le sens antihoraire, mais la poulie droite tourne dans le sens des aiguilles d'une montre parce que la courroie est tordue.

  

  Les poulies tournent dans le même sens à moins que la courroie ne soit inversée.

• Vitesse de rotation: Bien que la vitesse de rotation des engrenages soit déterminée par le nombre de dents, la vitesse de rotation d'une poulie dépend du diamètre de la poulie par rapport au diamètre de la poulie.

  Regardez ci-dessous. La poulie A a un diamètre de 1 pouce, la poulie B a un diamètre de 2 pouces et la poulie C mesure 4 pouces de diamètre. Le rapport entre les trois poulies est de 1: 2: 4. Pour chaque révolution complète faite par la poulie A, la poulie B fait la moitié d'une révolution. Chaque fois que la poulie B effectue une révolution complète, la poulie C effectue une demi-révolution.Ainsi, pour chaque révolution complète de la poulie A, la poulie C fait un quart de tour.

  

  Poulies en action.