Comment jouer à Force contre distance
- Choisis un levier et lis sur la carte les deux bras, la charge et le déplacement d'un bout.
- Les deux bouts tournent du même angle, donc chacun se déplace en proportion de son bras : s_l ÷ s_e = d_l ÷ d_e.
- Pour le travail, multiplie chaque force par la distance qu'elle parcourt : le travail fourni, F·s_e, égale le travail obtenu, W·s_l. Tape ta prédiction et appuie sur Bouger.
- Regarde la marque ou la ligne orange : elle montre ta prédiction à côté de ce qui se passe vraiment.
Qu'échange un levier ?
Un levier tourne autour de son point d'appui, donc ses deux bouts balaient le même angle. Le bout le plus loin de l'appui va plus loin, et plus vite, en proportion de sa distance : s_l ÷ s_e = d_l ÷ d_e. C'est le prix de l'avantage mécanique. Un pied-de-biche qui te laisse pousser avec cinq fois moins de force te fait pousser cinq fois plus loin. Pour un levier lent et sans frottement, aucune énergie n'est perdue, donc le travail que tu fournis, F·s_e, égale celui que tu obtiens, W·s_l. Un levier n'économise jamais de travail ; il échange seulement de la force contre de la distance. Un levier inter-moteur, comme ton avant-bras ou une canne à pêche, fait l'échange inverse : tu pousses plus fort que la charge et, en retour, la charge va plus loin et plus vite. Voilà pourquoi les muscles s'attachent près des articulations, et pourquoi une batte, une raquette ou une canne portent si loin.
Un modèle d'apprentissage ciblé
Le levier est léger et rigide et tourne autour d'un point d'appui fixe. Un point, la charge ou l'effort, est déplacé régulièrement pendant 2 s ; chaque point se déplace de d·sin θ perpendiculairement à la position de départ de la barre, donc s_l ÷ s_e = d_l ÷ d_e à chaque instant, et les vitesses gardent le même rapport. Le levier bouge lentement, sans frottement, donc le travail fourni égale le travail obtenu. Une prédiction est juste à 2 % près. Se joue en temps réel.