Contrepoids - Counterweight

Pour l'épisode Outer Limits, voir Contrepoids (The Outer Limits) .
Grue simple

Un contrepoids est un poids qui, en appliquant une force opposée, assure l'équilibre et la stabilité d'un système mécanique . Le but d'un contrepoids est de rendre le levage de la charge plus rapide et plus efficace, ce qui économise de l' énergie et est moins contraignant pour l'engin de levage.

Les contrepoids sont souvent utilisés dans les ascenseurs à traction (ascenseurs), les grues et les manèges de fête foraine. Dans ces applications, la charge attendue multipliée par la distance à laquelle la charge sera espacée du support central (appelé le «point de basculement») doit être égale à la masse du contrepoids multipliée par sa distance du point de basculement afin d'éviter un suréquilibrage soit côté. Cette distance multipliée par la masse est appelée le moment de charge .

Un contrepoids est un poids ou une force qui équilibre ou compense un autre comme lorsque deux objets de poids, de puissance ou d'influence égaux agissent en opposition l'un avec l'autre. On dit alors que les objets sont en contrepoids.

Contrepoids en action

Trébuchet : Il y a cinq composants principaux d'un trébuchet: poutre, contrepoids, cadre, goulotte de guidage et élingue. Une fois que le contrepoids est tombé d'une plate-forme sur le châssis, la gravité tire le contrepoids et fait pivoter la poutre. Sans le contrepoids, la poutre ne pourrait pas terminer l'arc qui permet à la fronde de libérer avec précision le projectile.

Vilebrequin : Un contrepoids est également utilisé dans de nombreux systèmes rotatifs pour réduire les vibrations dues aux déséquilibres dans l'ensemble rotatif. Un exemple typique est celui des contrepoids sur les vilebrequins des moteurs à pistons .

Lampe de bureau: Certaines lampes à bras équilibré fonctionnent avec un contrepoids pour maintenir le bras et la lampe dans la position souhaitée.

Contrepoids en architecture
Le Ratner Athletic Center de César Pelli utilise des câbles , des mâts et des contrepoids souterrains comme structure de support.
La tour penchée de Pise a utilisé des contrepoids externes pour stabiliser la structure autrefois en baisse progressive.

Ascenseur : Dans les ascenseurs à traction (non hydrauliques), un contrepoids lourd contrebalance la charge du chariot élévateur, de sorte que le moteur soulève beaucoup moins du poids du chariot (en particulier, le contrepoids est le poids du chariot plus 40 à 50% de son poids). capacité nominale). Le contrepoids augmente également la force d'accélération ascendante et diminue la force d'accélération descendante pour réduire la quantité de puissance nécessaire au moteur. Le chariot élévateur et les contrepoids ont tous deux des roues qui roulent sur des rails pour empêcher les mouvements irréguliers et offrir une conduite plus douce pour les passagers.

Schéma d'un ascenseur spatial. Au bas du grand diagramme se trouve la Terre vue de haut au-dessus du pôle Nord. Environ six rayons terrestres au-dessus de la Terre, un arc est dessiné avec le même centre que la Terre. L'arc représente le niveau de l'orbite géosynchrone. Environ deux fois plus haut que l'arc et directement au-dessus du centre de la Terre, un contrepoids est représenté par un petit carré. Une ligne représentant le câble de l'ascenseur spatial relie le contrepoids à l'équateur directement en dessous. Le centre de masse du système est décrit comme au-dessus du niveau de l'orbite géosynchrone. On montre que le centre de masse est à peu près au quart de la hauteur de l'arc géosynchrone au contrepoids. Le bas du câble est indiqué pour être ancré à l'équateur. Un grimpeur est représenté par un petit carré arrondi. Le grimpeur est montré en train de grimper le câble à environ un tiers du chemin entre le sol et l'arc. Une autre note indique que le câble tourne avec la rotation quotidienne de la Terre et reste vertical.
Ascenseur spatial avec contrepoids en haut

Ascenseur spatial : Un ascenseur spatial est une structure proposée conçue pour transporter du matériel de la surface d'un corps céleste dans l'espace. De nombreuses variantes ont été proposées, mais le concept se réfère le plus souvent à un ascenseur qui va de la surface de la Terre à l' espace géostationnaire , avec un contrepoids fixé à son extrémité extérieure.

En attachant un contrepoids à l'extrémité, la force centrifuge ascendante de la rotation de la Terre garantit que le câble reste tendu, contrant la traction gravitationnelle sur les sections inférieures et permettant ainsi à l'ascenseur de rester debout.

Le contrepoids lui-même pourrait prendre l'une des formes suivantes:

  1. un astéroïde lourd capturé ;
  2. une station spatiale , station spatiale ou port spatial positionné passé orbite géostationnaire; ou
  3. une extension du câble lui-même bien au-delà de l'orbite géostationnaire.
Contrepoids d'ascenseur
Contrepoids en béton sur une grue à tour
Pont à bascule avec contrepoids en béton

Métronome : Un métronome mécanique à remontage a un poids réglable et un mécanisme à ressort qui permet d'ajuster la vitesse en plaçant le poids sur la broche. La vitesse de tempo est diminuée en déplaçant le poids vers un marquage de broche plus élevé ou augmentée en le déplaçant vers un marquage inférieur.

Grue : La grue à tour (voir photo) est une forme moderne de grue d'équilibrage fixée au sol. Une flèche horizontale est équilibrée de manière asymétrique sur le dessus de la tour. Le bras long porte l'engin de levage. Le bras court s'appelle le bras des machines; cela contient les moteurs et l'électronique pour faire fonctionner la grue, ainsi que les contrepoids en béton.

Références

Liens externes