Machine simple
(Mécanique appliquée)

Une machine simple permet d'effectuer un travail avec un effort moindre ou plus rapidement. En réalité, elle ne change en rien l'énergie à dépenser pour accomplir un travail, elle ne fait que répartir cette énergie sur une plus grande distance, ce qui nécessite une force moindre. Pour effectuer ce travail, on applique à la machine simple une force motrice _m, qui effectue un travail contre une force résistante _r. Pour connaître « l'efficacité » de la machine, on calcule son gain mécanique, GM (ou avantage mécanique, AM), qui est par définition le rapport entre la grandeur de la force résistante et la grandeur de la force motrice.

GM = AM = F_r / F_m

Si le gain mécanique est supérieur à un, cela signifie que la force à appliquer à la machine est moindre que la force qu'il aurait fallu appliquer pour effectuer le même travail sans elle. Si, au contraire, le gain mécanique est inférieur à un, on doit fournir à la machine une force motrice plus grande que la force résistante. Dans ce cas, l'effort à fournir n'est pas diminué, mais l'utilisation de la machine simple nous permet d'obtenir une plus grande vitesse ou un plus grand déplacement.

Toutes les explications qui suivent ne tiennent pas compte du frottement ou de la masse que peuvent posséder les machines simples. On suppose donc qu'il n'y a aucune dissipation d'énergie lors du mouvement.

On peut affirmer que l'industrie moderne est mécanisée à cent pour cent. Sur terre, sur mer et dans les airs on se sert journellement de machines. Quelques-unes de ces machines sont simples, d'autres le sont moins. Il en est que vous connaissez bien, d'autres qui ne ressemblent en rien à ce que vous avez déjà pu voir.

Quand il est question d'une machine, on songe immédiatement à quelque dispositif ou assemblage complexe comme par exemple un moteur à gazoline ou une dactylo type. Ces appareils sont en effet des machines, mais un marteau, un tournevis, un volant d'auto en sont aussi. De fait, une machine est tout dispositif qui nous aide à accomplir un travail. Cette assistance peut s'exprimer par un accroissement de force ou de vitesse. Ainsi, le marteau de menuisier est une machine qui permet d'appliquer une force considérable de traction sur un clou qu'on veut arracher; la disposition spéciale de la tête et du manche transmet aux griffes arrache-clou une puissance de traction plusieurs fois plus forte que la force musculaire appliquée au manche par celui qui s'en sert.

Une fois que vous aurez saisi le principe de ces machines simples, vous pourrez comprendre sans trop d'effort le fonctionnement des machines plus complexes, car les machines complexes ne sont qu'une combinaison de deux machines simples ou plus.

On distingue généralement 8 types de machines simples :

Le levier

La poulie

La roue et Le treuil

Le plan incliné et  Le coin

La vis

Les engrenages

Mécanique appliquée