A. Le principe fondamental du levier
Le principe du levier est la base du mécanisme du piano.

1. Histoire et définition
            C’est Archimède, grand scientifique grec de l’Antiquité, qui comprit les possibilités que peut offrir le levier car en effet c’est l’un des premiers mécanismes utilisés par l’Homme.

Un mécanisme est défini par la mise en place de plusieurs solides afin de pouvoir transformer un mouvement. Ainsi, le levier est sûrement l’un des mécanismes les plus simples car il est constitué que de deux solides: un appui et un levier.
L’appui n’est pas forcément situé au milieu du levier, on a donc deux représentations possibles.



2. fonctionnement dans le piano
Le levier permet en fait de traduire l’énergie appliquée à la touche par le doigt lors de la frappe. C’est donc l’énergie produit par le pianiste qui va actionner le mécanisme.

La force requise pour enfoncer une touche équivaut en somme à une masse de 50g, soit de 490 Newton. Ce sont les touches qui jouent ainsi le rôle de levier, elles sont percées de deux mortaises, entailles faites dans une pièce de bois, ici les touches: une pour l’enfoncement et une pour le balancier. Pour remédier au poids de la mécanique reposant sur le bout de la touche, des plombs sont insérés dans le bois à leurs extrémités afin de contrebalancer les forces d’enfoncement.

3. Application des forces
On peut voir dans le schéma ci-dessous que les deux vecteurs et sont de sens opposés mais ont la même direction.

Le théorème de Thalès permet donc de montrer que le levier entraîne la transformation d’un déplacement, d’une vitesse ou d’une accélération si les vecteurs représentent l’une de ces 3 notions.

Ainsi on aura la relation:

Et on pourra calculer:

Ou