INERTIE

Cette propriété fort remarquable que l’on peut observer dans un corps, et qui fait que ce corps, une fois qu’il est dans l’état de repos, persiste indéfiniment dans cet état, à moins qu’il n’y ait une cause étrangère qui l’en fasse sortir, et qui lait que lorsqu’il est une fois en mouvement, il persiste éga -

le me ut dans cet état, à moins qu’il n’y ait aussi une cause particulière qui l’en fasse sortir; cette propriété est celle que l’on désigne sous le nom d’inertie, que l’on exprime encore en disant qu’un corps ne peut se donner ni s’ôter du mouvement, et qu’il faut une cause quelconquepour le constituer de l’état de repos dans l’état de mouvement, et réciproquement.

Nous savons par notre propre expérience qu’un corps quelconque ne peut de lui-même prendre du mouvement. Si, étant d’abord suspendu, il vient à tomber, nous concevons que c’est le support qui le soutenait qui a manqué. Ainsi, un corps dans l’état de repos ne peut en sortir de luimême , cela est évident.

Je dis que lorsqu’il est en mouvement, il persiste aussi dans cet état de mouvement, à moins qu’il n’y ait des causes opposées à ce mouvement, et qui le détruisent. Ceci ne vous paraît pas aussi évident; nous pouvons en donner une démonstration positive, en observant ce qui se passe à la surface de la terre. Nous remarquons que lorsque nous lançons un corps sur une surface unie, ce corps va plus ou moins loin, suivant la force avec laquelle il a été lancé. Sur un billard, dont le tapis serait tout neuf ou très grossier, les billes ne se meuvent pas très long-temps Lorsque le tapis est très fin, qu’il offre beaucoup moins d’aspérités, les billes peuvènt faire un bien plus grand nombre d’allées et venues. Enfin, si au lieu d’un tapis, on se servait d’une table en bois, en verre, en marbre, les joueurs seraient impatientés par le grand nombre des allées et venues des billes, qui mettraient un temps considérable à revenir à l’état de repos. Nous voyons par-là que les billes tendent à persister dans le mouvement qu’on leur a imprimé, et qu’elles y persisteraient, si une cause étrangère ne venait pas détruire ce mouvement. Puisque la bille va plus loin lorsqu’elle glisse sur un tapis qui offre moins d’aspérités, nous pouvons conclure, par une espèce d’analogie, qu’elle irait indéfiniment, si elle ne rencontrait aucune aspérité.

Nous pouvons faire une expérience bien simple qui fera voir l’influence de ce qu’on appelle des résistances. Si l’on suspend, dans l’air, une boule de métal à un fil, ce que l’on nomme un pendule, et que l’on écarte cette boule de la verticale, elle fera des allées et des venues continuelles que l’on appelle des oscillations, et ces oscillations dureront très longtemps. Si l’on suspend à un fil une boule de même volume , de même poids, et qu’on la fasse osciller dans l’eau, les oscil-

ialioîis seront d’une très courte durée, et la houle que l’oif mettra ainsi en mouvement dans Peau reviendra à l’état de repos long-temps avant laboule qui oscille dans Pair. Quelle différence y a-t-il relativement à Peau et à Pair, àous le rapport de notre expérience? C’est que Peau est' plus pesante, dirait-on; nous, nous dirons, c’est qu’elle a plus de matière, qu’elle est plus résistante. "Voilà, en effet, ce qui arrivé : la boule qui est dans Pair ne peut point marcher sans déplacer Pair qui est, nous pouvons le dire, un corps , une substance matérielle. Or, nous savons tous qu’un corps ne peut mettre un autre corps en mouvement qu’en perdant de son mouvement; parce qu’on concevrait qu’avec une boule que l’on aurait lancée avec la main, on pourrait mettre en mouvement une masse considérable; et qu’un boulet de canon pourrait forcer la terre à se mouvoir, ce qui serait absurde. Ainsi donc, la boule qui marche dans Pair perd de

son mouvement par les rencontres successives qu’elle fait descouches d’air.

La meme chose arrive dans Peau, c’est-à-dire que la boule ne peut avancer dans le liquide sans le déplacer, sans lui communiquer du mouvement, et sans, par conséquent, perare du sien. Mais sous un même volume, Peau renferme une bien plus grande quantité de matière que Pair. Et conséquemment la boule qui oscille dans l’eau doit perdre beaucoup plus de mouvement que celle qui oscille dans Pair, pu isqu’à chaque instant, elle en communique une plus grande quantité. Vous ' z f 011C que lorsqu’un corps en mouvement rencontre des o j stade s, et qu il leur communique du mouvement pour les déplacer, il ne le fait qu’aux dépens du sien propre, et qu’à force d en donner il finit par donner tout ce qu’il avait et alors il reste en repos. D’après cette expérience, nous pouvons conclure, par analogie, que si un corps en mouvement nous parait s’arrêter, c’est parce qu’une cause étrangère le détermine au repos; et puisque le corps continue son mouvement d autant plus long-temps que les obstacles qu’il rencontre sont plus petits, nous concevons très bien que si le corps ne rencontrait point d’obstacles, il continuerait toujours son mouvement. C’est là un résultat auquel nous nous

som^cT Par ana °gie qiuest unc très bonne manière de rai-

A l exemple que nous venons de citer, nous pourriom ajouter ceku d un boulet de canon qui sort d’une rdèce avec

t vitesse très grande, environ 5oo mètres par seconde et .ci cependant finit par s’arrêter. La vitesse du boulet est diff

férente à chaque point de sa course. Quand il sort de la pièce, c’est le moment où cette vitesse est la plus grande; mais à mesure qu’il avance, il faut qu’il déplace de nouvelles couches d’air, qu’il leur communique, par conséquent, du mouvement aux dépens du sien propre; et lorsqu’il a ainsi dépensé tout son mouvement, il s’arrête. Dans ce cas, outre la résistance de l’air, il y a encore une autre cause qui s’oppose à ce que le boulet continue son mouvement, c’est la pesanteur.

Nous venons de dire que les corps en repos se mettaient e'U mouvement par une cause inconnue que nous avons désignée par le nom de force. On pourrait d’abord croire que la main, par exemple, qui pousse un corps est la force qui imprime le mouvement à ce corps; mais il faut observer que la main elle-même n’est qu’une substance matérielle qui a reçu le mouvement d’une cause que nous ignorons, et qui ne fait que transmettre au corps qu’elle pousse le mouvement qu’elle-même a reçu. Il est donc vrai de dire que ce qu’on appelle force est la cause inconnue qui donne le mouvement à un corps. Si cette cause est inconnue, nous ne pouvons en connaître ni la direction, ni l’intensité. Nous savons seulement que cette force a un effet, et que cet effet est le mouvement. Or, ce mouvement n’aura pas lieu dans toutes les directions. Il est évident qu’un corps ne peut pas aller à la fois dans toutes les directions, et qu’il ne peut aller que dans une seule. La direction que prendra le corps a nécessairement une liaison intime avec celle de la force. Ainsi donc la direction de la force peut nous être inconnue, mais quand nous aurons vu le corps en mouvement suivre une certaine direction, nous dirons alors : La force qui l’a mis en mouvement avait une direction qui était la même que celle qu’a prise le corps.

Tel est l’effet de la force; elle met le corps en mouvement. Mais un corps en mouvement se déplace et parcourt l’espace , et pour le parcourir il met plus ou moins de temps. Un homme qui marche va moins vite qu’un oiseau qui vole; c’est ainsi que nous prenons l’idée de la vitesse, par l’idée d’un espace parcouru dans un temps donné. Pour pouvoir comparer les vitesses avec lesquelles se meuvent les différons corps, il importe de rapporter les espaces parcourus à une unité de temps, une heure, une minute, une seconde. Ainsi un homme fait une lieue à l’heure : ici l’heure est l’unité de temps, et l’on dit que cet homme marche avec une vitesse d’une lieue à l’heure ; si un autre fait deux lieues à l’heure, on dit qu’il a une vitesse double du premier.

L’eifet immédiat de la force , ainsi que nous l’avons vu , est de mettre le corps en mouvement et de lui donner une certaine vitesse. Il se présente ici une question des plus importantes : quel rapport y a-t-il entre une force qui agit sur un corps et le chemin que fait ce corps dans un temps donné ou, en un mot, sa vitesse ? Vous admettez sans difficulté que plus la vitesse sera grande, plus la force doit être grande; il y a une liaison nécessaire entre l’effet et la cause , cela est évident; mais la mesure de cet effet n’est pas toujours évidente. Ainsi , par exemple^, la vitesse que donnera une force double sera-t-elle double de la force, sera-t-elle triple? etc. C’est ce qu’on ne voit pas immédiatement et à priori. — Nous voici amenés à cette question principale et importante, la mesure des forces. Si nous ne pouvons saisir les forces, c’est par leurs effets que nous devons chercher à les mesurer.

Nous allons prouver que deux forces différentes dans la même direction, qui agissent sur le même corps, communiquent à ce corps des vitesses qui sont proportionnelles aux forces.

Ainsi nous avons d’abord une force qui donne une certaine vitesse à un corps : par exemple, une vitesse d’un mètre par seconde. Concevons, à présent, une force double agissant sur le même corps; je dis qu’elle fera parcourir au corps, dans la même unité de temps, un espace double. Généralement , la vitesse est proportionnelle à la force , et réciproquement, la force est proportionnelle à la vitesse. C’est ce que nous allons chercher à établir par des considérations tout-àfait physiques; car autrement , nous tomberions dans le domaine de la géométrie , et cela n’est pas notre objet.

Afin de vous rendre plus palpable la démonstration que nous devons faire, nous aurons encore recours à notre propre expérience. Nous paraissons tous en repos, danscetamphithéâtre, mais nous savons que ce repos n’est que relatif, et que dans la réalité nous sommes tous emportés dans le mouvement très rapide de la terre. Si l’un de nous veut se mouvoir, je dis que son mouvement aura lieu, par rapport aux corps environnans, comme si nous étions tous en repos.

Prenons un autre exemple plus simple encore, et qui vous fera mieux concevoir ce principe. Supposons que nous sommes dans un vaisseau qui est mis en mouvement par le vent, sur une mer qui n’est pas trop agitée. Si on veut se mouvoir sur ce vaisseau, on s’y mouvra absolument de la même manière, et avec les mêmes vitesses que si le vaisseau était en repos. Vous serez obligé d’employer la même force pour monter et pour

descendre, pour, passer d’un lieu du vaisseau dans un autre, etc. En un mot, votre mouvement sera tout-à-fait indépendant de l’état de repos ou de mouvement des corps qüi vous environnent , et qu’on désigne par le nom de système de corps.

Voici un autre exemple beaucoup plus démonstratif pour les personnes qui ne doutent pas que la terre tourne dans les vingt-quatre heures d’un mouvement extrêmement rapide, et qu’en outre, elle est transportée dans l’espace. Mais nous pouvons faire abstraction de ce dernier mouvement, la considération du mouvement de rotation suffit pour notre démonstration. Je dis que tous les corps, placés à la surface de la terre, ont un mouvement propre qui est complètement indépendant de celui de la terre, et je vais en donner une preuve des plus rigoureuses : Supposons que nous ayions deux horloges qui soient parfaitement réglées à la seconde et qu’elles soient placées dans des positions différentes. (On n’a point égard, quand on place des horloges, à la position qu’on leur donne. ) Si ces horloges ont été bien réglées, elles indiqueront toujours la même heure, quoique les balanciers oscillent dans des directions différentes. Et, puisqu’il en est ainsi, il faut nécessairement que le mouvement par lequel la terre est emportée d’un mouvement très rapide d’orient en occident, n’ait aucune influence sur le mouvement du corps qui détermine le mouvement de l’horloge. Si effectivement il avait une influence quelconque, le mouvement de la terre, ne conspirant pas de la même manière avec le mouvement du balancier, les horloges n’indiqueraient pas la même heure, et il faudrait, pour qu’elles s’accordassent ensemble, qu’elles fussent orientées de la même manière. Or on n’a pas besoin d’avoir égard à la manière dont elles sont orientées; done le mouvement du pendule est indépendant de celui de la terre.

Ce que nous venons de dire s’applique au mouvement de tous les corps faisant partie d’un système de corps, lequel est emporté d’un mouvement commun.

Ce principe admis, et vous ne pouvez refuser de l’admettre, puisque, c’est un résultat de l’expérience^ qui jamais ne nous égare, il est facile de prouver que la vitesse est proportionnelle à la force. En effet, concevons que deux billes posées sur une table, reçoivent le même mouvement; elles vont cheminer ensemble et ne se sépareront pas. Si pendant que ces billes sont ainsi en mouvement, vous communiquez à celle qui se trouve la première une force égale à celle qui lui a déjà

été communiquée , vous aurez là un système de oorps entraînés par un mouvement commun, puisque nous avons supposé que les deux corps avaient d’abord reçu l’impulsion de la même force; mais , comme vous avez communiqué à l’un des corps une force égale à celle précédemment donnée, ce corps va prendre plus de vitesse et va s’écarter de l’autre tout autant que si les deux corps eussent été primitivement en repos.

De cette expérience, nous concluons qu’une force double qui agira sur un corps lui communiquera une vitesse qui sera double.