Nous avons examiné l'importance de trois dispositifs simples dans l'ingénierie des grues de construction dans les trois sections précédentes. Dans notre discussion sur le levier, la poulie et le vérin hydraulique, nous avons vu comment ces dispositifs simples utilisent l'idée de couple pour réduire la quantité de force nécessaire pour déplacer des charges extrêmement importantes. Nous examinerons l'avantage mécanique pour comprendre le but scientifique des grues de construction dans l'article final d'aujourd'hui de cette série. Grue de construction

Sur presque tous les chantiers de construction, le levage de charges lourdes est nécessaire. Ils utiliseront probablement une grue s'ils doivent transporter une très grosse charge. Il va sans dire que le levage d'objets volumineux est la plus grande force de la grue. Cependant, les grues utilisent une variété de petits mécanismes pour soulever des poids lourds, donc la façon dont elles y parviennent est quelque peu compliquée. Dans tous les cas, l'objectif global de la grue et des machines simples est de réduire la quantité de force nécessaire pour soulever des objets énormes.

Les grues visent en fin de compte à produire le plus de force de levage - ou la force de sortie - tout en minimisant la force appliquée, ou la force d'entrée. Le terme simple pour cet objectif est l'avantage mécanique : utiliser le moins de force possible tout en maximisant la capacité de levage.

Il existe plusieurs façons de quantifier l'avantage mécanique (ou "MA"). La force de sortie divisée par la force d'entrée est égale à MA. S'il n'y a pas de friction dans la machine, vous pouvez également déterminer la MA en divisant la distance sur laquelle une force d'effort est délivrée par la distance sur laquelle la force agit ou se déplace en conséquence.

Peut-être devrions-nous donner une illustration. Un point d'appui peut être à deux pieds d'une extrémité d'un levier de 8 pieds de long qui a un point d'appui en dessous. Si le bras opposé de 2 pieds soulève la chose lorsque vous appuyez sur le bras de levier plus long de 6 pieds, vous avez un avantage mécanique de 3. Puisqu'il n'y a pas de frottement, c'est le "IMA" - l'avantage mécanique idéal . De plus, si le frottement n'est toujours pas là, vous pouvez exercer une force de 100 livres, ce qui fournira une force de sortie de 500 livres. L'IMA dans ce cas est de 5.

Mais la friction empêche toujours les machines de fonctionner au mieux. Les scientifiques utilisent l'avantage mécanique réel lors de l'examen du frottement ("AMA"). La force de résistance d'une machine divisée par la quantité de force délivrée est appelée AMA. Le poids de la charge et la force de frottement sont considérés comme des forces de résistance. Par exemple, si vous voulez soulever une charge de 100 Newton, vous avez besoin d'une machine. La machine a une force de friction de 10 Newton. Pour faire l'ascenseur, vous donnez à cette machine 50 Newtons. L'IMA serait de 2, et l'AMA serait de 1,8 en conséquence.

L'efficacité mécanique d'une machine est une idée supplémentaire utile. Le calcul de l'efficacité mécanique consiste à diviser AMA par IMA. Le rendement mécanique de la machine dans le scénario susmentionné serait de 0,9, soit 90 %. La capacité de plusieurs machines peut être comparée en utilisant l'efficacité mécanique.

Ceci termine notre série en quatre parties, dans laquelle nous avons fourni une explication de base de la science sous-jacente aux grues de construction. L'avantage mécanique d'une machine détermine à quel point elle peut être "puissante" ou "utile". Le couple est utilisé par le levier, la poulie et le vérin hydraulique pour réduire la force nécessaire pour soulever des objets lourds. Dans tous les cas, grâce à cette technologie, des prouesses de construction étonnantes sont rendues possibles et les grues de construction sont faites pour fonctionner !

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